混凝土中氯離子擴散模型及細觀模擬分析.pdf

1、鋼筋混凝土材料具有受力性能強、原料豐富廉價等特點。目前，全球基礎(chǔ)建設(shè)中，大量使用鋼筋混凝土材料。但由于早期對其耐久性問題沒有足夠的重視，致使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)功能過早喪失，大大的縮短了結(jié)構(gòu)的使用壽命，這必然造成巨大的經(jīng)濟損失。目前對暴露于氯鹽環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)的擴散問題，進行分階段討論分析文章較少。因此，本文對復(fù)雜環(huán)境下的混凝土材料根據(jù)其適應(yīng)條件分階段進行氯離子擴散系數(shù)展開研究，通過建立數(shù)學(xué)模型得到解析解；從細觀角度考慮骨料對擴散系數(shù)的影響

2、，對混凝土中骨料的填充率以及骨料級配分別進行分析，具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）通過對氯離子在混凝土孔隙結(jié)構(gòu)中的輸運傳質(zhì)過程進行分析，發(fā)現(xiàn)這實質(zhì)上是帶電的氯離子在混凝土孔隙溶液中的一個擴散過程，是各種物理和化學(xué)的耦合作用，它包括擴散作用、對流作用、毛細作用以及電場壓力作用等。
　?。?）借助于Fick第二定律，綜合初始表面氯離子以線性方式增加、擴散系數(shù)隨時間不斷減小、溫濕度等對擴散過程的影響，根據(jù)各階段的適用條件把氯離子擴散

3、過程分兩個階來討論分析。同時擴展一個模型并得到其數(shù)學(xué)解。結(jié)合現(xiàn)有試驗結(jié)果，對理論數(shù)學(xué)解做一定的分析對比。結(jié)果表明：新氯離子擴散方程，階段一所需完成時間的增加會導(dǎo)致分布曲線下降，隨著暴露時間的增加，新方程與Fick定律的擴散方程的變化趨勢完全一致；當混凝土內(nèi)部某處的氯離子濃度到達臨界值時的擴散深度，它比用Fick第二定律基準方程得到的到達臨界氯離子含量時的擴散深度要提前約3％～14%，但隨暴露時間的推移，二者之間的差異不再明顯。