碳化作用下雙摻混凝土的氯離子擴散模型及數(shù)值研究.pdf

1、鋼筋混凝土是地鐵工程主要的結(jié)構(gòu)材料，鋼筋銹蝕是導致結(jié)構(gòu)過早破壞、結(jié)構(gòu)失效的最主要因素。為了更好地吻合地鐵工程實際服役條件，非常有必要開展碳化-氯鹽雙重因素同步耦合研究，從而建立更加準確的地鐵隧道混凝土服役性能演化的分析理論框架，為地鐵結(jié)構(gòu)服役性能評估和修復提供基礎理論。
　　本文總結(jié)分析國內(nèi)外混凝土氯離子傳輸?shù)睦碚撃Ｐ?，采用菲克第二定律作為描述氯離子數(shù)值模型的控制方程。并通過對混凝土碳化反應機理的分析，得出碳化反應對氯離子侵蝕過程

2、的主要影響。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過對氯離子傳輸機理的研究，梳理了經(jīng)典傳輸模型及其缺陷。同時，分析已有氯離子侵蝕模型的建立過程，提出了考慮氯離子結(jié)合能力、時間依賴性、濕度及溫度等多種影響因素耦合作用下的氯離子傳輸理論模型，列出了不同影響因素對氯離子擴散系數(shù)的影響，并給出了表達式及建議取值，并考慮工程實際修正了相關參數(shù)。通過試驗數(shù)據(jù)驗證了模型的可靠性。
　　(2)開展了碳化鹽霧耦合試驗。主要測試各侵蝕齡期混凝土中自由

3、氯離子和總氯離子濃度分布規(guī)律，分析氯離子結(jié)合率的變化規(guī)律，試驗結(jié)果表明，自由氯離子和總氯離子含量均隨著侵蝕齡期的增加而增多，但是結(jié)合氯離子的比例發(fā)生明顯變化。并測出了混凝土內(nèi)液相pH值變化趨勢，對耦合效應的機理進行了分析。
　　(3)通過對碳化機理的研究，建立CO2時空分布模型，得出在標準碳化條件下的CO2時空分布規(guī)律。通過碳化反應過程的分析，確定碳化過程對氯離子的兩大作用:化學作用和物理作用。碳化反應使混凝土的pH值降低，而使化