海洋環(huán)境下混凝土中氯離子的原位輸運(yùn)機(jī)理與隨機(jī)性特征研究.pdf

1、海洋環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題日益嚴(yán)重，而氯離子侵蝕引起的鋼筋銹蝕是影響結(jié)構(gòu)性能退化的重要原因。研究氯離子在混凝土中的輸運(yùn)機(jī)理對準(zhǔn)確預(yù)測海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)服役壽命，維護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)等都具有十分重要的意義。但是目前很多學(xué)者的模型都采用均勻化假設(shè)，而未考慮混凝土微細(xì)觀結(jié)構(gòu)的影響，從而導(dǎo)致真實(shí)混凝土的氯離子傳輸擴(kuò)散系數(shù)與理論值并不相符。而且忽略混凝土中骨料與孔隙分布，也無法準(zhǔn)確表征氯離子原位傳輸?shù)姆蔷鶆蛐耘c隨機(jī)性特征。為了研究真實(shí)混凝土中

2、的氯離子的原位輸運(yùn)機(jī)理，本文主要進(jìn)行了以下研究工作:
　　(1)采用電子探針技術(shù)測量了混凝土中界面過渡區(qū)(ITZ)寬度，并設(shè)計一維傳輸試驗(yàn)推導(dǎo)了ITZ的氯離子擴(kuò)散系數(shù);建立了混凝土細(xì)觀尺度數(shù)值模型，對混凝土中氯離子傳輸過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并通過電子探針技術(shù)對數(shù)值模型進(jìn)行了驗(yàn)證;基于細(xì)觀尺度數(shù)值模擬，對混凝土中骨料和ITZ對氯離子傳輸過程的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　(2)通過X-ray CT重構(gòu)技術(shù)，建立了混凝土的三維細(xì)觀數(shù)值

3、模型，數(shù)值模型能夠表征真實(shí)混凝土中骨料及孔隙結(jié)構(gòu)，并通過電子探針技術(shù)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性;基于重構(gòu)的三維細(xì)觀數(shù)值模型，研究了氯離子在真實(shí)混凝土中的三維傳輸規(guī)律，并分析了骨料、孔隙、ITZ對氯離子濃度及擴(kuò)散通量場分布的影響。
　　(3)基于CT重構(gòu)得到的混凝土三維模型，分析了混凝土中骨料及孔隙的分布規(guī)律;通過數(shù)值模擬的方法，分析了真實(shí)混凝土中氯離子傳輸過程的隨機(jī)性規(guī)律，并通過對氯離子濃度分布直方圖進(jìn)行擬合和假設(shè)檢驗(yàn)，獲得了可信度較高的