计算混凝土中氯离子扩散系数的实用方法

在海洋环境中,含有大量的氯离子,而氯离子是引起钢筋锈蚀的一个重要因素,因此预测混凝土中氯离子的浓度是计算海洋环境中钢筋初始锈蚀时间的前提,而氯离子扩散系数又是预测氯离子浓度的要素。但传统的计算氯离子扩散系数的方法比较繁琐而且误差较大,本文将传统的计算模型进行了转化,给出一种简单且更加合理的计算方法。     

计算混凝土中氯离子扩散系数的实用方法

在海洋环境中,含有大量的氯离子,而氯离子是引起钢筋锈蚀的一个重要因素,因此预测混凝土中氯离子的浓度是计算海洋环境中钢筋初始锈蚀时间的前提,而氯离子扩散系数又是预测氯离子浓度的要素。但传统的计算氯离子扩散系数的方法比较繁琐而且误差较大,本文将传统的计算模型进行了转化,给出一种简单且更加合理的计算方法。     

离岸混凝土氯离子扩散系数的人工神经网络模型

为研究人工神经网络在离岸混凝土氯离子渗透中的应用,从已有文献中选用653组数据,建立网络结构为13-27-1的模型进行训练、预测。研究结果表明:人工神经网络能有效预测离岸混凝土中的氯离子扩散系数;水灰比,水泥、减水剂、外加剂(粉煤灰、矿渣、硅灰)、骨料的含量以及混凝土的抗压强度、养护机制、试验方法、暴露时间和暴露环境均会对氯离子扩散系数产生影响。     

开裂混凝土中氯离子等效扩散系数计算方法

氯离子侵蚀对钢筋混凝土结构有严重的劣化作用,混凝土中的裂缝为氯离子的快速扩散提供了通道,进而加快了结构力学性能的失效速度。现有研究多集中于单一裂缝特征因素对氯离子扩散系数的影响,根据试验结果给出的拟合公式具有局限性。结合机器视觉技术提取和量化多个裂缝特征因素,构建考虑裂缝密度、裂缝内界面粗糙度和裂缝取向度叠加影响的代表性单元体积（REV）模型,并计算其等效扩散系数,将已有研究的试验结果与基于REV模型的计算结果进行对比。结果表明：不同盐冻条件下的平均相对误差为1.6%,完成28次盐冻后不同初始裂缝条件下的平均相对误差为2.9%,计算结果与试验结果较为吻合,表明提出的开裂混凝土中氯离子等效扩散系数具有较好的可靠性。     

矿物掺合料混凝土早期氯离子扩散系数的试验

目的 研究掺不同矿物掺合料及Na2SO4混凝土的Cl-扩散系数变化规律,分析其对混凝土早期孔结构的影响.方法 试件在标准养护条件下养护3 d、7 d、14 d、21 d,采用饱盐混凝土电导率(NEL)法测试混凝土氯离子扩散系数.结果 粉煤灰、矿粉混凝土早期的Cl-扩散系数随掺量的增加而增加;粉煤灰与掺Na2SO4粉煤灰混凝土的Cl-扩散系数差值随粉煤灰掺量的增加而增加;矿粉与掺Na2SO4矿粉混凝土的Cl-扩散系数差值在3 d、7 d随矿粉掺量的增加而增加,14 d、28 d差值接近于零;粉煤灰与矿粉混凝土的Cl-扩散系数的差值随掺量增加而增加;掺Na2SO4的粉煤灰与矿粉混凝土的Cl-扩散系数差值在3 d、7 d随掺量的增加而增加,14 d、28 d随掺量增加无明显变化.结论 掺合料的早期活性低于水泥,且粉煤灰低于矿粉;硫酸钠可激发掺合料的活性,但3 d、7 d矿粉混凝土的孔结构比粉煤灰密实,14 d、21 d基本相同,硫酸钠在14 d、21 d时激发作用已完成.     

混凝土氯离子扩散系数预测的两步解析法

针对现有混凝土氯离子扩散理论模型的不足,提出了混凝土氯离子扩散系数预测的两步解析 法．将混凝土看成一种是由骨料、水泥石基体和界面组成的三相复合材料,基于非均匀界面模型,估 算出水泥石基体和界面的水灰比、水化度和氯离子扩散系数,然后根据微分有效介质方法,提出了 混凝土氯离子扩散系数的简单解析解．做了一组混凝土氯离子扩散试验,通过与试验结果比较初步 证实了所提出的两步解析法的有效性．最后通过敏感性分析量化了影响混凝土氯离子扩散系数的 两个主要因素,结果表明：随着水灰比增大或骨料体积分数减小,混凝土氯离子扩散系数增大．     

混凝土氯离子扩散系数预测的三相复合圆—格构模拟方法

提出了混凝土氯离子扩散系数预测的三相复合圆—格构模拟方法.基于骨料分布的体视学分析,给出了界面面积百分数的解析算法.应用能量等效原理,导出了梁单元和连续体氯离子扩散系数之间的解析关系式.将混凝土模拟成三相复合圆,应用格构模拟方法确定每一个梁单元的刚度矩阵,并计算混凝土氯离子扩散系数.在数值方法的有效性得到试验结果的证实后,定量评价了最大骨料直径、界面氯离子扩散系数、骨料级配和界面厚度对混凝土氯离子扩散系数的影响.     

应用分形插值及分形维数预测混凝土损伤裂纹

分形理论可用于研究混凝土在损伤演化期间形成的极其不规则的微裂纹.首先运用分形插值构造了迭代函数系统,预测了损伤裂纹,然后使用网格盒子法计算了分形维数,定量的描述了损伤裂纹.同时,在构造迭代函数系统时根据观测数据提出了一种确定纵向压缩因子的数值方法,这种确定纵向压缩因子的方法较前人的工作而言考虑了每个插值区间上的偏差值,将整体的变化特征映射到局部中,会使得插值更加准确,模拟形态更加逼真.最后通过算例的计算结果验证了此模型的有效性.     

海洋环境混凝土中氯离子浓度预测的多系数扩散方程

综合考虑了影响氯离子扩散系数的时间效应、混凝土的氯离子结合能力、温度、劣化效应、应力与开裂状态、环境条件等因素,对基于Fick第二定律的扩散方程进行修正,得到了预测混凝土中氯离子浓度分布的多系数扩散方程,给出了解析解.通过浸泡试验和暴露试验对预测模型进行验证,发现预测值与实测值吻合较好,证明了预测方程的有效性.     

一个改进的混凝土氯离子扩散计算模型

通过对影响混凝土中氯离子扩散的因素分析,根据Fick第二定律导出的简化模型,建立综合考虑水灰比、混凝土掺合料、龄期、温度、湿度、混凝土与氯离子结合能力及冻融损伤影响的扩散模型,通过与现有解析模型和有限差分法模型的计算结果的对比,验证模型的正确性和有效性。与现有解析模型相比,该模型考虑的因素更广泛,综合考虑温度、湿度的季节变化及冻融损伤的时随效应对氯离子扩散的影响;与数值模型相比,该模型计算效率高,便于工程应用。     

Chloride diffusivity in flexural cracked Portland cement concrete and fly ash concrete beams

In order to examine the effect of load-induced transverse cracks on the chloride penetration in flexural concrete beams, two different concretes, Portland cement concrete（PCC） and fly ash concrete（FAC）, were tested with various crack widths. Total 14 reinforced concrete（RC） beams, ten of which were self-anchored in a three-point bending mode, were immersed into a 5% NaCl solution with the condition of dry-wet cycles. Then, the free chloride ion contents were determined by rapid chloride testing（RCT） method. Based on the proposed analytical models of chloride penetration in sound and cracked concrete subjected to dry-wet cycles, the apparent chloride diffusion coefficient and chloride diffusivity of concrete were discussed. It can be found that the performance of chloride diffusivity in both concretes will be improved with the increase of crack width, and that the influence of convection action will also be augmented. Based on the two samples obtained in sound concrete after 15 and 30 cycles, the time-exponent, m, for chloride diffusion coefficient was determined to be 0.58, 0.42, 0.62 and 0.77 for PCC1, PCC2, FAC1 and FAC2 specimens, respectively. Finally, two influencing factors of fly ash content and crack width on chloride diffusivity were obtained by regression analysis of test data, and it can be seen that factors kf and kw can be expressed with quadratic polynomial functions of fly ash content, f, and crack width, w, respectively.     

引气粉煤灰混凝土的氯离子扩散模型

基于寒冷盐碱地区的工程环境与混凝土的配制特点,以Fick第二定律修正模型为原型,通过试验数据分析和查阅文献取值建立了引气粉煤灰混凝土的氯离子扩散模型,经游程检验法检验,其相关关系显著.扩散模型体现了混凝土的氯离子结合能力、氯离子扩散系数的时间依赖性、混凝土本体结构劣化、以及水灰比、含气量和粉煤灰掺量三个参数对氯离子扩散的影响,扩展了氯离子扩散实际影响因素的范围,增强了适用性,并能显著表征引气粉煤灰混凝土的氯离子扩散性质.     

岩石节理粗糙系数的分形描述

岩石节理粗糙度系数JRC的正确确定对岩体结构面抗剪强度的计算有很大影响。自然岩石节理表面轮廓线可以看作为分形曲线。在某种意义上，应用分形维数来描述岩石节理的粗糙度可以克服粗糙度系数在应用上的某些不足。     

海洋大气中氯离子在粉煤灰混凝土中的传输规律

为了实现海洋大气环境中粉煤灰混凝土耐久性使用寿命的预测,从氯离子在人工模拟海洋大气环境中粉煤灰混凝土中的传输试验出发,结合氯离子在非饱和多孔介质中的传输机理,研究海洋大气环境下混凝土内部微环境（微环境温度和相对湿度）及粉煤灰掺量对氯离子传输速率的影响程度,并与人工模拟海洋水下环境试验结果进行对比分析.研究结果表明：1) 在海洋大气环境与海洋水下环境下,氯离子在粉煤灰混凝土中的扩散模型形式上一致,粉煤灰的掺入对氯离子传输能力有一定的影响,但不会改变氯离子在混凝土中的传输机理.2) 当粉煤灰掺量一定时,微环境相对湿度越高（微环境温度一定）,海洋大气环境氯离子扩散系数越大;但微环境温度(微环境相对湿度一定)对海洋水下环境和海洋大气环境中氯离子迁移的影响程度不同.3) 粉煤灰掺量(微环境温度、相对湿度一定)对海洋水下环境和海洋大气环境氯离子扩散系数的影响规律不同.     

分形理论在拉伸断裂机理定量分析中的应用

本文应用分形理论中的Yardstick定律编制测量程序,定量分析了拉伸断裂机理。原子力显微镜对断裂面的测量结果表明:分维数作为参数,定量分析断面对材料的失效机理有实用价值。