基于神经网络预测混凝土中氯离子浓度的分布

现阶段对氯离子浓度预测大多基于Fick定律以及在此基础上的一些改进模型,其明显的缺点就是模型的参数较多,应用不便。而人工神经网络不需要研究各个影响因素间的关系,常用于对模糊问题的研究。基于BP神经网络与径向基函数神经网络,给出了预测混凝土中氯离子浓度分布的分析模型,并结合试验对比了两种方法的有效性,结果表明径向基函数神经网络比BP神经网络具有较好的准确性与稳定性。最后提出通过建立庞大的神经网络数据库来预测不同环境作用下不同配合比的混凝土在任意时刻的氯离子浓度分布。     

对流与扩散耦合作用下氯离子传输机理研究

干湿循环作用下氯离子在混凝土中的传输过程实质上是非饱和状态下混凝土中水分渗流和氯离子传输的耦合作用.通过试验方案设计,先令氯离子在混凝土中一维扩散,进而在混凝土的氯盐暴露面的对立面进行吸水,使水在混凝土中朝着与氯离子扩散方向相反的方向传输,带动氯离子向相反方向迁移,进而得到氯离子分布曲线.通过与自由扩散下的氯离子分布曲线相对比,得出反向对流作用下氯离子在混凝土中的迁移规律.试验结果表明:由于对流作用,氯离子在混凝土试件浅层3mm区域有一定的累积效应,但未出现明显峰值,且随着吸水时间的延长,这种效应在降低;在混凝土浅层6mm区域内,对流作用对氯离子含量的影响高于自由扩散情况,但在混凝土内部较深区域,两者对氯离子含量的影响并无太大区别.     

混凝土中氯离子随机时变扩散过程及浓度分布

鉴于海洋混凝土结构的材料特性及环境因素具有随机性和时变性,在混凝土的氯离子扩散模型中引入氯离子扩散系数和表面氯离子浓度时变函数.采用高斯随机场描述混凝土的氯离子扩散系数的随机特性,然后在以局部平均法离散该随机场的基础上,研究建立了混凝土中氯离子随机时变扩散分析的摄动随机有限元法（SFEM）,并推导了氯离子浓度均值和协方差的计算表达式.通过与试验值和Monte Carlo有限元法（MCFEM）的比较,验证了SFEM具有较高的计算效率和精度.算例分析表明：氯离子扩散系数的随机时变性对混凝土中氯离子扩散过程具有显著影响;对于长期服役的混凝土结构,混凝土表面氯离子浓度时变性对氯离子扩散过程的影响可以忽略.     

混凝土中氯离子扩散性能的深入探讨

氯离子引起的钢筋锈蚀是氯盐侵蚀环境下混凝土结构性能劣化的主要原因。目前,有关氯离子在混凝土中扩散性能的研究绝大多数是以自由氯离子为对象,而对总氯离子在混凝土中扩散性能的研究很少。通过采用自然扩散法对自由氯离子和总氯离子在混凝土中的扩散性能开展研究,探讨水胶比对氯离子扩散性能的影响,考虑氯离子扩散系数的时间依赖性,建立氯离子有效扩散系数与表观扩散系数之间的关系,为更加科学地预测氯盐侵蚀环境下混凝土结构耐久性寿命奠定了基础。     

疲劳荷载作用下混凝土中氯离子扩散性研究现状

目前,针对静力荷载作用下的混凝土中氯离子扩散现象的研究较为广泛,但很少对疲劳荷载作用下氯离子在混凝土中的扩散进行研究。基于疲劳荷载作用下混凝土中氯离子扩散重要性,在从不同研究角度总结了现有的研究成果的基础上,提出了考虑混凝土内部损伤累积及环境等多因素耦合作用下混凝土中氯离子的扩散性;最后阐述了使用超声波波速作为损伤指标研究氯离子扩散性的可行性及优越性。     

高温条件下混凝土模拟孔隙溶液中钢筋腐蚀临界氯离子浓度的试验研究

当钢筋周围混凝土孔隙液的游离Cl-超过临界氯离子浓度(ccl-)时,混凝土结构内的钢筋就会易于腐蚀。所以ccl-是暴露于氯离子环境的混凝土结构寿命预测的一个重要指标。特别在高温地区,钢筋混凝土结构破坏更严重。通过研究高温条件对钢筋腐蚀ccl-的影响。试验在50℃模拟孔隙溶液中进行,采用恒电位方法,考虑不同pH值的影响,...     

干湿循环作用下混凝土抗氯离子侵蚀研究

本文研究了混凝土在干湿循环-盐溶液耦合作用下,氯离子在混凝土不同深度处的浓度分布。结果表明,与自然浸泡盐溶液腐蚀方式相比,干湿循环作用加速了自由氯离子在混凝土内部的积累。干湿循环20次时,相对于长期浸泡方式,混凝土中不同深度氯离子质量分数增加96．8％～127．5％。同时试验表明,水灰比对于氯离子在混凝土中的传输有显著影响,低水灰比的混凝土其结构较为致密,从而提高了混凝土的抗氯离子性能。混凝土中矿粉的掺入能显著降低混凝土内部的自由氯离子浓度。混凝土中掺入粉煤灰,在早期粉煤灰的火山灰效应不显著,因而早期抗氯离子侵入性能不明显。     

粉煤灰混凝土中自由氯离子渗透性能试验研究

采用自然扩散方法研究了氯离子侵蚀时间、环境氯离子浓度及干湿循环对粉煤灰混凝土中氯离子渗透性能的影响,得出了有益的结论,为海工混凝土结构设计和耐久性评估奠定了理论基础。     

时间与拉应力耦合作用对混凝土中氯离子扩散影响

通过224 d氯离子浸泡试验,研究了氯离子侵蚀时间与混凝土拉应力耦合作用对氯离子扩散的影响。首先,通过试验数据确定了不同拉应力水平与不同氯离子侵蚀时间下的表观氯离子扩散系数及表面氯离子浓度;然后,建立了考虑拉应力水平与氯离子侵蚀时间耦合作用影响的表面氯离子浓度计算模型与表观氯离子扩散系数计算模型。研究结果表明,表面氯离子浓度与时间之间的关系近似符合平方根函数模型;表面氯离子浓度与表观氯离子扩散系数均具有时间和应力依赖性,均可以表示为拉应力水平与氯离子侵蚀时间的二元函数;经验系数具有应力依赖性,可以表示成拉应力水平的三次函数;相同拉应力水平下,表观氯离子扩散系数随着氯离子侵蚀时间的增加而减小,而表面氯离子浓度随着氯离子侵蚀时间的增加而增大;相同氯离子侵蚀时间下,表观氯离子扩散系数与表面氯离子浓度均随着拉应力水平的增加而增大。     

干湿循环下氯离子在混凝土中的传输

结合水分在混凝土中的渗流模型,建立在浓度梯度和孔隙液饱和度梯度的耦合作用下的氯离子在混凝土中的传输模型,并采用真实海洋环境中干湿循环作用下的暴露试验数据验证了模型的准确性和适用性。     

海工混凝土氯离子扩散系数的试验研究

针对采用VIVID-500聚羧酸超商船化剂配制的海1=混凝土抗氯离子渗透性能,使用RCM法对黄海大桥各部位混凝土进行试验研究,结果表明现场配制的混凝土氯离子扩散系数满足设计要求;同时研究了不同的水胶比、胶凝用量与氯离子扩散系数之间的变化规律,为今后配制海工混凝土提供参考.     

模拟海砂混凝土氯离子渗透性试验研究

通过将河砂浸泡在氯化钠溶液中来模拟海砂,制成混凝土砂浆,测定其抗折强度、抗压强度和氯离子扩散系数,得出试验结论:经过氯化钠溶液浸泡的砂子制成的砂浆3、28、90d强度略有降低;抗渗性能基本上都有不同程度的提高;对于同一试块,经过一次测量后,养护到一定龄期,再次测量时,氯离子抗渗性能比同一龄期的首次测量要好的多.     

海工混凝土受硫酸盐影响的氯离子扩散规律研究

不考虑阳离子的影响,分析了混凝土中氯离子、硫酸根离子耦合扩散机理。针对海洋环境下混凝土劣化过程以钢筋锈蚀为主的情况,提出与氯离子结合能力和硫酸盐抗压抗蚀系数相关的氯离子扩散模型,并确定了参数的取值范围。通过试验验证,模型计算结果与试验实测结果吻合较好。数据分析结果表明:受硫酸盐影响的混凝土氯离子扩散系数,随时间的延长先减小后增大,随深度的增加而增大;当侵蚀时间足够长时,氯离子扩散系数随深度增加先增大,后减小。     

矿物掺和料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用氯离子扩散系数快速测定法(RCM法)测定混凝土Cl-渗透系数.分析矿物掺和料种类及掺量对混凝土抗Cl-渗透性能的影响.研究结果表明:同胶凝体系下,矿粉对混凝土的抗Cl-渗透性作用远大于粉煤灰,粉煤灰和矿粉(1∶1)复掺能够较好的提高混凝土抗Cl-渗透能力,同条件下粉煤灰混凝土的渗透系数是矿粉系列的2~3倍.     

混凝土电通量和氯离子扩散系数的若干问题研究

采用ASTM C1202及氯离子扩散系数快速测定法(RCM法)研究了不同因素对混凝土电通量和氯离子扩散系数的影响规律,探讨了二者之间的相关性.结果表明,当水灰比、单位立方米水泥用量以及矿渣粉掺量变化时,混凝土的电通量和氯离子扩散系数之间具有较好的相关性;当含气量和粉煤灰掺量变化时,二者之间的相关性较差.     

混凝土固化氯离子影响因素的研究

本文主要研究了三个水泥品种在不同龄期和水灰比的条件下混凝土氯离子固化能力的影响。结果表明：高抗硫水泥由于C3A含量较少,对Cl^-的化学结合能力较弱;中热硅酸盐水泥对Cl^-的化学结合能力比高抗硫水泥好,P,I型硅酸盐水泥对Cl^-的化学结合能力最好。随着龄期的增加,三种水泥的化学结合能力都减弱,而物理吸附能力都增强。三种水泥的化学结合能力都随水灰比增大而增加。     

C50抗氯盐高性能混凝土配合比设计试验研究

本文以LucianoJ和Mihenberger提出的预测混凝土中氯离子扩散系数的数学模型为指导,结合配制高耐久性混凝土对水胶比、砂率等参数的要求,利用专业的非线性规划求解软件Lingo进行了理论配合比计算,并在理论配比的基础上设计了一个正交试验方案,通过正交试验优选出了一组最佳配比。     

干湿循环下混凝土中氯离子的一些扩散特性

研究了干湿循环下混凝土中氯离子的一些扩散特性.根据浙江沿海的气候特点,提出了干湿循环下混凝土氯离子扩散试验方案,并测定了自然循环和加速循环下混凝土中各点氯离子浓度随时间的变化.试验结果表明:对于给定的暴露时间,混凝土中的氯离子浓度随着离混凝土表面距离的增大而减小;对于混凝土内部任一给定点,氯离子浓度随着暴露时间的增长而增大;对于给定的暴露时间和混凝土中给定点,加速循环下的氯离子浓度高于自然循环下的氯离子浓度.利用Fiek方程解和最小二乘法,给出了混凝土氯离子扩散系数与暴露时间之间的关系.发现混凝土氯离子扩散系数随暴露时间的增长而减小,与干湿循环几乎无关.     

大掺量矿粉抗氯盐高性能混凝土试验研究

本文通过试验论述了掺矿粉的高性能混凝土随水胶比、胶凝材料用量、矿粉掺量及细度等因素不同,其抗氯离子性能、抗压强度及碳化等耐久性能变化规律。试验结果表明,掺入矿粉使得混凝土抗氯离子渗透能力提高,早期强度降低,后期强度增大,但抗碳化能力降低。     

氯离子对钢筋混凝土结构的侵蚀分析

氯离子侵蚀引起钢筋锈蚀破坏十分突出,是造成钢筋混凝土结构过早破坏的主要原因之一.分析氯离子进入混凝土中的途径、存在形式和氯离子在混凝土中的扩散模式,考虑温度变化、时间变化、湿度变化以及混凝土内部缺陷特征不同对扩散系数的影响,基于Fick第二扩散定律建立了氯离子在混凝土中的扩散模型,并分析了氯离子表面浓度、氯离子临界浓度和有效氯离子扩散系数的影响因素和确定方法,由此建立的模型可供寿命预测参考使用.