氯鹽侵蝕混凝土過(guò)程的精細(xì)化數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、氯鹽侵蝕混凝土結(jié)構(gòu)是混凝土耐久性研究的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于近些年自密實(shí)混凝土在公路和橋梁中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其耐久性能的研究并不充足，因此自密實(shí)混凝土耐久性的研究顯得更為迫切和重要。隨著混凝土材料向高性能方向的發(fā)展，以節(jié)約能源和節(jié)省原材料、采用活性礦物摻合料與高效減水劑來(lái)配制高性能、高耐久性的混凝土已成為全世界的建筑課題，粉煤灰、礦粉和硅粉等活性礦物常被作為摻合料而成為混凝土的組成成分。
　　由于氯鹽侵蝕混凝土的機(jī)理尚不完善，國(guó)內(nèi)

2、外關(guān)于氯鹽侵蝕混凝土的耐久性的研究大多以試驗(yàn)為主，關(guān)于氯離子侵蝕自密實(shí)混凝土的耐久性能的研究更少，對(duì)于摻和了礦物摻合料的自密實(shí)混凝土的研究更是寥寥無(wú)幾。在調(diào)研已有的研究成果的基礎(chǔ)上，本文主要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行了研究:
　　首先，進(jìn)行了氯鹽溶液浸泡侵蝕自密實(shí)混凝土的試驗(yàn)和氯鹽鹽霧侵蝕自密實(shí)混凝土的試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中把水膠比、摻合料種類(lèi)、摻合量和氯鹽組成成分作為控制變量。試驗(yàn)選用三種不同的礦物摻合料（粉煤灰、礦粉和硅粉）進(jìn)行研究，試驗(yàn)中摻和

3、了礦物摻合料的自密實(shí)混凝土試件共有九種不同的配比。每種配比的自密實(shí)混凝土試件選用一種摻合料，對(duì)于選用了同一種摻合料的自密實(shí)混凝土試件選用兩種不同的摻合量，保證不同配比的自密實(shí)混凝土試件的摻合料類(lèi)型和摻合量是不同的，同時(shí)，試驗(yàn)過(guò)程中選用不摻礦物摻合料的自密實(shí)混凝土試件作為對(duì)照組。試驗(yàn)過(guò)程中每隔30天從試驗(yàn)裝置中取出自密實(shí)混凝土試件，測(cè)定混凝土試件內(nèi)部不同深度處的自由氯離子濃度和總氯離子濃度以及立方體抗壓強(qiáng)度，進(jìn)而對(duì)氯鹽侵蝕自密實(shí)混凝土的耐

4、久性能進(jìn)行研究。
　　其次使用RCM法對(duì)自密實(shí)混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)選用NaCl溶液對(duì)自密實(shí)混凝土試件進(jìn)行氯鹽溶液浸泡試驗(yàn)。從自密實(shí)混凝土圓柱體試件浸泡到氯鹽溶液中開(kāi)始，每隔30天測(cè)量一次自密實(shí)混凝土試件的氯離子擴(kuò)散系數(shù)，通過(guò)Matlab對(duì)不同浸泡齡期的自密實(shí)混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行擬合分析，得到了九種不同配比的自密實(shí)混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨時(shí)間變化的曲線，根據(jù)擬合結(jié)果對(duì)不同齡期的自密實(shí)混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)

5、行預(yù)測(cè)。
　　最后，在Fick第二定律的基礎(chǔ)上，在偏微分方程組中引入反應(yīng)項(xiàng)，建立了更為合理的考慮氯離子擴(kuò)散反應(yīng)和吸附-釋放動(dòng)態(tài)平衡反應(yīng)耦合作用的偏微分方程組。利用三級(jí)配骨料理論和孔隙概率密度函數(shù)，使用Matlab軟件編寫(xiě)了混凝土骨料投放的程序，同時(shí)基于Abaqus商業(yè)軟件的二次開(kāi)發(fā)，通過(guò)編寫(xiě)Matlab程序在一定程度上實(shí)現(xiàn)了氯鹽侵蝕自密實(shí)混凝土的多尺度精細(xì)化數(shù)值化模型的建立和計(jì)算。通過(guò)模型計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比，驗(yàn)證了本研究