饱和钢纤维再生混凝土氯离子扩散特性研究

利用废弃骨料制作再生混凝土是建筑固废弃物的再生资源利用途径之一,其在氯盐侵蚀环境条件下的耐久性规律与普通混凝土不同。本文以模拟海洋侵蚀环境,通过改变水灰比及NaCl溶液浓度,分析各因素对钢纤维再生混凝土氯离子扩散行为的影响规律。结果表明:浸泡液浓度越大,进入混凝土内部的氯离子越多,随着深度的增加氯离子含量逐渐减少;较低的水灰比与适量钢纤维的掺入均可以有效降低氯离子扩散系数,提升钢纤维再生混凝土的抗氯盐侵蚀能力;氯离子扩散系数随着NaCl溶液浓度的增加而增大。     

受荷混凝土中钢筋锈蚀速率计算方法

为研究荷载对钢筋锈蚀速率及结构耐久性的影响,在潮汐区与盐雾区开展不同荷载条件下氯离子扩散试验,荷载大小分别为无荷载、0.3倍和0.5倍混凝土抗折强度.在混凝土中掺入氯盐,开展不同浓度氯盐条件下的钢筋锈蚀试验.通过氯离子扩散试验得到荷载对氯离子扩散影响系数与荷载大小的关系,修正菲克第二定律中的氯离子扩散系数.钢筋锈蚀试验中测试不同时间下混凝土构件中钢筋的锈蚀电流密度,拟合出钢筋锈蚀电流密度与氯盐浓度和锈蚀时间之间的关系.结合混凝土中考虑荷载影响的氯离子扩散模型与钢筋锈蚀模型,给出荷载作用下混凝土中钢筋锈蚀速率的计算方法.该方法对于海洋环境中荷载作用下钢筋混凝土结构耐久性寿命计算具有重要意义.     

纳米氧化铝提升海洋环境高速铁路桥梁混凝土结构服役寿命研究

氯离子传输并诱导内部钢筋锈蚀是海洋环境高速铁路桥梁混凝土结构耐久性失效的主要原因之一,增大混凝土氯离子传输阻力是提升混凝土结构服役寿命的根本途径。纳米技术与纳米材料的发展为混凝土材料高性能化提供了新的可能。本工作研究了纳米氧化铝(NA)对砂浆氯离子电迁移系数(D_RCM)与自然扩散系数的影响,基于氯离子等温吸附曲线,建立了考虑氯离子结合参数的氯盐传输模型,分析了NA对氯盐侵蚀环境下混凝土结构服役寿命的影响。结果表明：适宜掺量的NA可降低砂浆氯离子传输性能;承台桩基础混凝土钢筋保护层厚度为60 mm时,在C45混凝土中掺入2%(质量分数)NA后,仅考虑氯离子侵蚀时混凝土预期服役寿命由68年提升至107年。NA为提升海洋环境下高速铁路混凝土结构服役寿命提供了新的技术途径。     

海洋潮汐区混凝土表面氯离子浓度的时变规律及多因素模型

针对现有模型无法合理考虑胶凝材料种类和暴露时间对潮汐区混凝土海洋环境作用的耦合影响,基于631组海洋潮汐区野外暴露试验数据,本研究建立了海洋潮汐区混凝土表面氯离子浓度的多因素时变模型。首先分析了暴露时间和材料因素对表面氯离子浓度的影响规律,然后通过引入时间系数和稳定系数修正表面氯离子浓度的多因素模型,进而根据两阶段非线性回归分析确定待定模型参数,从而建立了一种能够综合考虑胶凝材料种类和暴露时间耦合影响的潮汐区混凝土表面氯离子浓度多因素时变模型,最后通过与潮汐区野外试验数据和现有计算模型的对比分析,验证表明该模型能够综合考虑水胶比、胶凝材料种类和暴露时间等因素的耦合影响,具有广泛适用性。     

考虑温度时变效应氯离子侵蚀混凝土的格子Boltzmann数值模型

对于长期暴露在氯盐环境下的混凝土结构,在外界温度影响下氯离子的侵蚀作用非常复杂,会影响钢筋锈蚀进程及其耐久性.为此,基于格子Boltzmann方法,采用双分布函数分别描述混凝土温度场和氯离子浓度场的演化过程,考虑外界温度的时变效应,建立氯离子侵蚀混凝土的数值模型.在此基础上,讨论水灰比、饱和度和昼夜温差等因素对氯离子侵蚀机制以及混凝土服役寿命的影响.研究表明:随着水灰比的增大,氯离子扩散系数逐渐增大,从而加剧了氯离子的侵蚀作用.混凝土饱和度越大,氯离子的扩散速率越快,从而导致混凝土的服役寿命缩短,当饱和度超过75%时,混凝土的服役寿命变化趋势逐渐趋于稳定.此外,昼夜温差越大,其对扩散系数的影响越显著,但总体而言,昼夜温差的变化对混凝土服役寿命的影响并不突出.     

考虑氯离子侵蚀维度的钢筋混凝土码头服役寿命预测

合理评估和预测海洋环境下考虑氯盐侵蚀的钢筋混凝土(RC)码头结构服役寿命,对港口正常、安全运营意义重大.根据混凝土多相复合材料的细观组成结构,建立考虑粗骨料为凸多边形的混凝土细观数值模型.基于氯离子侵蚀混凝土的有限元数值模拟仿真方法,评估得到混凝土细观模型中氯离子一维、二维侵蚀的浓度分布,并建立氯离子一维、二维侵蚀模型.以沿海某RC高桩码头工程中方桩构件为例,根据建立的氯离子侵蚀模型并结合钢筋锈蚀速率模型,预测RC方桩构件的服役寿命.结果表明:在氯离子二维侵蚀下RC方桩的服役寿命预测值较一维侵蚀提前了约34％,RC结构的服役寿命大幅缩短.建议在RC码头耐久性设计过程中充分考虑氯离子侵蚀维度对结构物服役寿命的影响,以保障RC码头结构的运营安全.     

基于可靠度的海洋浪溅区大掺量矿渣混凝土结构服役寿命预测

海洋浪溅区的混凝土结构,由于长期受到氯盐的侵蚀和海浪冲刷作用,导致混凝土结构发生钢筋锈蚀、保护层胀裂剥落等耐久性破坏,无法满足长期服役要求。本工作选取3种不同矿渣掺量的高性能矿渣混凝土进行实验室自然扩散和海洋浪溅区现场暴露试验,基于可靠度理论和修正氯离子扩散理论的ChaDuraLife V1. 0寿命分析软件,对海洋浪溅区的高性能矿渣混凝土结构进行寿命分析与研究。结果表明:随着服役时间的延长,海洋环境下高性能矿渣混凝土结构的失效概率逐渐增大,可靠度指标逐渐降低。随着矿渣掺量和保护层厚度的增大,高性能矿渣混凝土结构的服役寿命呈增长趋势。海洋浪溅区环境下,矿渣含量为35%、粉煤灰含量为15%、强度等级为C50的高性能矿渣混凝土在保护层厚度取7 cm、8 cm和9 cm的情况下,其服役寿命分别可以满足50 a、100 a和120 a的使用寿命要求。同时,建议将GBT50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》中规定的浪溅区混凝土最小保护层厚度和28 d氯离子侵入指标DRCM最大值进行修正,以满足其规定的设计使用年限要求。     

干湿循环作用对混凝土抗氯离子渗透侵蚀性能的影响

为了加速模拟海洋潮差区环境对混凝土耐久性能的影响,掺入矿粉和纳米改性矿物掺合料,研究了氯盐干湿循环作用对混凝土抗氯离子侵蚀性能及微观结构的影响,并将干湿循环试验与常规浸泡试验进行了对比。结果发现,干湿循环作用粗化了混凝土试件表层孔结构,增大了孔径>50 nm的孔隙含量,显著提高了自由及总氯离子浓度;掺入纳米改性矿物掺合料能降低混凝土内部孔隙率,减少有害孔含量,提高混凝土内部氯离子结合能力;干湿循环60天后混凝土表层Ca（OH）₂逐渐被消耗,生成了Friedel盐和CaCO₃。      

考虑材料非均质特性的混凝土中氯离子扩散系数预测模型

以粗集料含量作为混凝土材料非均质特性的量化指标,通过室内物理实验,实测得到不同粗集料含量的混凝土试件在人工潮汐环境下的氯离子浓度沿扩散深度的分布,经拟合回归分析,分别得到了不同粗集料含量的混凝土试件中氯离子的扩散系数,定量研究了混凝土材料的非均质特性对氯离子扩散系数的影响。在此基础上,根据实验组混凝土试件的扩散系数,建立了同时考虑扩散时间、粗集料含量、温度和湿度共同影响的混凝土中氯离子扩散系数预测模型。基于相同暴露环境下验证组混凝土试件的实测数据,验证了本文所建立的氯离子扩散系数预测模型的准确性。     

弯曲荷载与氯盐侵蚀共同作用下的预应力混凝土梁耐久性能研究

当前在进行海工混凝土结构受氯盐侵蚀的耐久性研究时往往忽略了混凝土力学损伤的影响,这可能会导致高估结构的耐久性能。该文提出了在数值分析中引入损伤因子实现综合考虑结构损伤影响及氯盐侵蚀共同作用的分析方法,通过干湿循环的氯盐侵蚀试验与数值模拟分析,研究遭受氯盐腐蚀且受到长期荷载作用的预应力混凝土梁的耐久性能。结果表明,数值分析结果和试验结果吻合良好。参数分析结果表明：0.2mm宏观裂缝的出现对氯离子浓度有着较为显著的影响,未出现宏观裂缝时,拉应力对氯离子输运的影响较为有限;荷载比的大小影响结构的损伤范围和程度,进而影响氯离子在混凝土内的传输;梁构件施加预应力后,在15%和30%两种低荷载比状态下延缓其力学损伤（裂缝）的开展,减小荷载作用对氯离子扩散系数的增大效应,有效提高构件的抗氯盐侵蚀性能,当荷载比增加到45%以上,普通钢筋混凝土梁相对于预应力梁的氯离子浓度增比降至10%以内,这表明较高应力比下预应力对梁抗氯盐侵蚀能力的影响减弱。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。