【摘要】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是絕大多數(shù)建筑工程的主要結(jié)構(gòu)形式,其耐久性和壽命受眾多因素的影響,因此研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和壽命具有很強的現(xiàn)實意義和社會需求。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究一直是學術(shù)界和工程界的重要課題內(nèi)容,實現(xiàn)鋼筋混凝土工程的高耐久性和長壽命也與國家提倡的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展十分契合。因鋼筋的銹蝕而導致混凝土耐久性劣化的工程案例不勝枚舉,氯離子侵蝕又是造成混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕的重要因素,在各國的沿海地區(qū)和鹽漬區(qū)域的橋梁工程、海底隧道等混凝土結(jié)構(gòu)破壞更是嚴重。論文在綜合分析國內(nèi)外的相關(guān)理論成果和研究試驗基礎上,采用理論分析、公式推導、數(shù)值模擬、數(shù)據(jù)分析等方法,對氯離子滲透混凝土破壞鋼筋的過程進行了深入探討和細致研究。其主要的研究內(nèi)容如下:論文首先簡述了國內(nèi)外混凝土結(jié)構(gòu)的破壞情況,并綜述了國內(nèi)外的混凝土氯離子侵蝕模型理論發(fā)展成果;然后又在Fick第二擴散定律基礎上,考慮混凝土結(jié)構(gòu)可能處在不同的氯鹽侵蝕環(huán)境下,氯離子的遷移擴散會受到多種內(nèi)外因素的影響,建立了考慮時間效應、氯離子結(jié)合能力、環(huán)境溫度、應力狀態(tài)和裂縫等綜合因素的修正氯離子侵蝕理論模型。論文又結(jié)合了混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論和細觀斷裂模型,利用蒙特卡羅方法的隨機性、骨料級配的選取等理論,通過MATLAB軟件建立了混凝土的二維隨機骨料模型,從而為第四章的氯離子侵蝕混凝土COMSOL數(shù)值模擬提供幾何尺寸模型�？紤]氯離子有效擴散系數(shù)隨時間、溫度等外在條件變化的復雜性,在選取模型參數(shù)后,使用COMSOL軟件對氯離子侵蝕混凝土過程進行了數(shù)值模擬分析、對比,證實了有限元軟件COMSOL模擬氯離子滲透混凝土過程的合理性和有效性。結(jié)合數(shù)值模擬數(shù)據(jù)和混凝土氯離子遷移機制,提出了預防氯離子侵入混凝土有效措施,為工程建設提供了理論基礎,也為工程施工提供了便利。
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU528
【圖文】：

圖 1.1 混凝土水壩水的滲透作用Figure 1.1 The osmosis of water in concrete dam圖 1.2 混凝土的凍融破壞Figure 1.2 The Freeze-thaw damage of concrete

3圖 1.2 混凝土的凍融破壞Figure 1.2 The Freeze-thaw damage of concrete子侵入機理處于不同的氯鹽環(huán)境，氯離子往結(jié)構(gòu)內(nèi)部的遷移機制也不一般會與水分子接觸并混合在一塊。當混凝土內(nèi)部孔隙含有氯離子通過水的“載體作用”往鋼筋表面遷移，此時發(fā)生而當混凝土的周圍環(huán)境氯離子濃度高于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的濃度時子也會往深處遷移，這樣的遷移機制是濃度擴散，當然混在（如水）；若混凝土內(nèi)部有離子等帶電粒子的存在或其離子同樣會遷移到鋼筋附近，這是電化學遷移的作用；而

往混凝土內(nèi)部更深處遷移也就更容易�；炷两Y(jié)構(gòu)所處環(huán)境不同，內(nèi)部的氯離子濃度、含量變化也各不相度、空氣濕度、水飽和度、養(yǎng)護齡期、鋼筋分布、保護層厚度等很。李鏡培[9]等指出埋置于土體中的樁基礎，其樁－土界面處氯離子況與其在浸泡侵蝕條件下遷移擴散有很大差異。因為土體本身是一相結(jié)構(gòu)，不同于氯鹽溶液，土體還會約束樁基的變形開裂，氯離子情況會更加復雜。孫叢濤[10]等研究凍融環(huán)境的混凝土中氯離子的擴表明凍融損傷會使氯離子擴散系數(shù)增大，混凝土內(nèi)部氯離子的遷移。柳磊[11]等研究混凝土結(jié)構(gòu)在疲勞荷載和氯鹽侵蝕的作用下，其內(nèi)散行為。研究結(jié)果表明疲勞應力水平低于 0.4 時，對氯離子擴散沒應力水平高于 0.5 時，氯離子的擴散進程加快。所以在特定的氯鹽土結(jié)構(gòu)內(nèi)部氯離子的遷移狀況有其特有的規(guī)律，且是由多種遷移機。在沿海地區(qū)，橋梁等建筑物會受到海水的沖刷，氯離子侵入混凝構(gòu)破壞也更嚴重，如圖 1.3[12]。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 彭建新;蔡明文;張建仁;胡守旺;劉揚;;基于線性增量的混凝土表面氯離子濃度預測模型[J];公路交通科技;2015年12期

2 陳浩;宓永寧;岳川;畢建成;;混凝土二維隨機骨料模型的改進[J];農(nóng)業(yè)科技與裝備;2015年03期

3 王菁;武亮;糜凱華;溫強;;三級配混凝土二維隨機多邊形骨料模型數(shù)值模擬[J];人民長江;2015年11期

4 杜修力;張仁波;金瀏;;開裂混凝土中氯離子擴散行為的細觀數(shù)值模擬[J];北京工業(yè)大學學報;2015年04期

5 孫叢濤;牛荻濤;;凍融環(huán)境混凝土氯離子擴散性能試驗研究[J];硅酸鹽通報;2014年08期

6 胡瑾;閻培渝;董樹國;張國杰;;提高中等強度等級混凝土抗氯離子滲透性能的研究[J];硅酸鹽通報;2014年04期

7 郭冬梅;項貽強;程坤;林士旭;李威;;沿�；炷翗蚵入x子擴散修正模型及其應用[J];中國公路學報;2012年05期

8 高利甲;劉錫軍;王玉梅;;基于matlab-混凝土二維細觀結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬骨料隨機投放[J];湖南工程學院學報(自然科學版);2011年01期

9 潘子超;陳艾榮;;氯離子在非飽和混凝土中傳輸過程的數(shù)值模擬[J];同濟大學學報(自然科學版);2011年03期

10 王元戰(zhàn);田雙珠;王軍;那達慕;;不同環(huán)境條件下考慮荷載影響的氯離子擴散模型[J];水道港口;2010年02期

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 周明;氯鹽環(huán)境下混凝土耐久性分析與定量設計[D];廣西大學;2016年

2 余紅發(fā);鹽湖地區(qū)高性能混凝土的耐久性、機理與使用壽命預測方法[D];東南大學;2004年

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 于永霞;透水混凝土在海綿城市建設中的應用研究[D];安徽理工大學;2016年

2 蔡鋮;裂縫條件下盾構(gòu)管片氯鹽侵蝕數(shù)值模擬與耐久性能研究[D];中南大學;2014年

3 許超;混凝土結(jié)構(gòu)耐久性壽命預測及可靠度分析研究[D];合肥工業(yè)大學;2007年

4 孫立國;三級配（全級配）混凝土骨料形狀數(shù)值模擬及其應用[D];河海大學;2005年

本文編號：2783171