混凝土内修正的氯离子运移模型及耐久性分析

基于Fick第二定律,建立了混凝土内综合考虑扩散、电场迁移与结合作用的氯离子运移耦合模型,并通过已有试验数据对模型进行验证。以南通盐渍土环境为例,运用Comsol Multiphysics软件分析盐渍土内混凝土中氯离子的运移机制以及混凝土内氯离子随时间和空间的分布,研究不同强度等级的普通硅酸盐水泥混凝土和粉煤灰混凝土抗氯盐侵蚀的能力。结果表明:盐渍土腐蚀环境下,普通硅酸盐水泥混凝土结构仅靠提高混凝土强度和保护层厚度不能满足高耐久性要求,采用粉煤灰混凝土能延长结构使用年限;在保证使用年限为100 a的前提下,建议南通盐渍土环境中的钢筋混凝土结构采用粉煤灰混凝土,强度等级为C30、C40、C50和C60的混凝土结构保护层厚度分别为55 mm、50 mm、45 mm和40 mm。     

不同取代率再生骨料混凝土硫酸根离子扩散试验

再生骨料混凝土能很好的解决城市建筑垃圾过多、天然骨料资源不足的问题。耐久性对于再生骨料混凝土在实际工程中的应用十分重要,混凝土常常会受到硫酸盐侵蚀而影响其耐久性。通过把0%、30%、50%、70%、100%取代率的再生骨料混凝土放入5%的硫酸钠溶液中,分别侵蚀2、4、6、8、10、12个月,每个侵蚀周期都对样品进行分层取样,采用EDTA络合滴定法检测硫酸根离子含量,从而得出侵蚀12个月后的不同取代率再生骨料混凝土硫酸根离子分布:0%取代率再生骨料混凝土硫酸根离子含量由初始值0.43%增加到2.24%,侵蚀深度为21 mm;30%取代率再生骨料混凝土硫酸根离子含量由初始值0.54%增加到2.66%,侵蚀深度为21 mm;50%取代率再生骨料混凝土硫酸根离子含量由初始值0.61%增加到3.40%,侵蚀深度为24 mm;70%取代率再生骨料混凝土硫酸根离子含量由初始值0.70%增加到3.98%,侵蚀深度为27 mm;100%取代率再生骨料混凝土硫酸根离子含量由初始值0.85%增加到5.02%,侵蚀深度为30 mm;若以0%取代率再生骨料混凝土硫酸根离子含量和侵蚀深度为基准,30%、50%、70%、100%取代率的再生骨料混凝土硫酸根离子含量同比分别增长17.13%、54.14%、81.22%、130.39%;30%、50%、70%、100%取代率的再生骨料混凝土侵蚀深度同比分别增长0%、14.29%、28.57%、42.86%。并结合试验结果,详细分析了不同取代率对于再生骨料混凝土硫酸根离子扩散影响的机理,为再生骨料混凝土在实际工程中的应用提供了借鉴。     

干湿循环-硫酸盐作用的混凝土中硫酸根离子分布预测

以影响混凝土中硫酸根离子分布的混凝土水灰比、环境中硫酸根离子浓度、侵蚀龄期和侵蚀深度4种影响因素为参数,以试验数据为训练样本,基于BP神经网络算法,建立了干湿循环-硫酸盐侵蚀作用下混凝土中硫酸根离子分布拟合及预测模型.经验证,该模型对硫酸盐侵蚀作用下混凝土中硫酸根离子分布具有良好的拟合及预测效果.     

高灵敏度的硫酸根离子选择性电极

以2-氨基口白啶与SO₂^-4缔合物为电活性物质,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为增塑剂,制作PVC膜硫酸根离子选择性电极.实验结果表明,电极对硫酸根离子具有良好的选择性和较高的灵敏度,其线性响应范围为5.0×10^-7～1.0×10^-1mol·L^-1.用该电极测定水中的硫酸根离子含量,结果令人满意.     

离子色谱法测定水中硫酸根离子的不确定度分析

水中阴离子最常用的分析方法是离子色谱法。对离子色谱法测定水中硫酸根离子的不确定度进行了评定。分析了峰面积(y)、斜率(b)和截距(a)等主要影响因素带来的不确定度。计算了不确定度分量及合成不确定度,扩展不确定度为0.28 mg·L-1.     

络合滴定法测定硫酸根离子的方法改进

通过对乙二胺四乙酸（EDTA）滴定检测硫酸根离子方法的改进,采用加热沉淀硫酸根离子。该方法有效降低了检测过程的时间,同时本方法方便、快速、精确度高,重现性好,是一个比较理想的好方法。     

关于离子色谱法测定乙二醇中氯离子以及硫酸根离子的分析

对离子色谱法进行简单介绍,对离子色谱法进行乙二醇中氯离子以及硫酸根离子的试验方法进行总结,分别介绍了试验的仪器和试剂,样品制备和处理,以及色谱条件等,然后对试验结果进行研究和分析,得出的结果表明离子色谱法具有良好的线形关系和重复性,其回收率为97.5%¹01%。对关于离子色谱法测定乙二醇的氯离子以及硫酸根离子进行研究分析,以期对于离子色谱法的广泛应用,起到一定的促进作用。     

电迁移毛细管离子色谱的研究

提出电迁移毛细管离子色谱,以高压电源取代高压力泵作为离子移动的推动力,使整机结构简单、操作方便、成本下降,实验系统的初样机检测下限可达 10~(-9)mol。     

饱水混凝土中硫酸根离子扩散-反应模型研究

针对硫酸盐环境下混凝土的劣化问题,本文从腐蚀机理出发,采用Fick第二定律,考虑硫酸根离子在混凝土中扩散的曲折度,结合水泥水化、腐蚀产物填充和材料损伤度对孔隙的影响建立了硫酸盐侵蚀下混凝土的扩散-反应模型;开展了3种水灰比的混凝土在2种浓度的硫酸盐侵蚀条件下的浸泡腐蚀试验,并与模型计算结果对比分析。结果表明：模型计算值与试验实测值基本一致;相同浓度下,水灰比越大混凝土内部同一截面硫酸根离子含量越高;水灰比一样的混凝土,侵蚀浓度越高腐蚀产物填充孔隙周期越短,相同周期内侵蚀深度越大。最后通过建立的混凝土受硫酸根离子侵蚀的最大深度预测模型,可见硫酸盐侵蚀混凝土的最大侵蚀深度随着侵蚀龄期的延长而逐渐变缓,后随着腐蚀产物对混凝土产生损伤,扩散速率加快,侵蚀深度变大。     

硫酸盐在圆形混凝土桩中扩散反应解析解

基于Fick第二定律,建立了硫酸盐在混凝土桩中的扩散反应方程.采用分离变量法和Danckwerts法,结合初始和边界条件,推导出扩散反应方程解析解.进一步考虑硫酸盐侵蚀过程中孔隙填充与膨胀裂缝对硫酸盐扩散系数的影响,提出了混凝土侵蚀劣化全过程有效扩散系数模型.基于硫酸盐扩散反应方程解析解和有效扩散系数模型,获得硫酸盐在混凝土桩中的浓度分布规律,并与试验结果对比,验证了解析解的有效性.算例分析表明:孔隙的填充对硫酸盐扩散的阻碍效果显著,而裂缝的发展促进了硫酸盐的扩散反应;水灰比越小,硫酸盐侵入深度越浅,浓度也越低.     

一种在覆盖层上建造拱坝新措施的可靠性分析

针对中国山区河道中小型拱坝在不开挖覆盖层下坝基渗透变形问题,以金盆电站拱坝为例,采用三道防渗墙联合高压旋喷灌浆的措施进行基础处理.运用Comsol Multiphysics数值模拟方法,对拱坝的坝体和底部防渗墙进行三维有限元应力研究.结果表明:在各种控制工况下,坝体及坝基防渗墙在上、下游面最大拉应力分别为0.6、0.5...     

氯离子在混凝土孔结构中的渗透模型

为了研究氯离子在混凝土孔结构中的渗透,采用理论分析和实验的方法,分析了Fick第二定律、考虑龄期和化学结合三种扩散模型,考察了实际大气中氯离子在混凝土结构中的渗透,结合当地的环境特征,通过拟合数据点,得出氯离子在实际混凝土结构中的渗透过程,研究结果表明,FICK第二定律的理论假设条件与实际混凝土材料的性质有所不同,数学解与实际混凝土的试验结果相差较大。研究结论有助于建立更准确的氯离子渗透模型。     

混凝土在硫酸盐溶液中的腐蚀模型

混凝土在硫酸盐溶液中的腐蚀破坏是一种常见的混凝土破坏形式,研究混凝土抗硫酸盐腐蚀破坏对于混凝土工程具有重要意义。混凝土在硫酸盐溶液中受腐蚀的过程是一个循序渐进的过程,这个过程包括固液界面的表面吸附、硫酸盐溶液的扩散过程以及硫酸盐在混凝土试件内部的化学反应和物理结晶等物理化学过程。研究表明:可以采用Fick第二扩散定律来描述硫酸盐在混凝土中的扩散过程;硫酸盐溶液中,混凝土试件的固液相界面处发生物理吸附和化学吸附,并存在表面化学反应。     

引气混凝土在冻融循环过程中的氯离子渗透与孔结构

C30和C50引气混凝土在3.5%NaCl溶液中自然浸泡或快速冻融循环,测试盐冻过程中混凝土表面和内部的超声声时,混凝土中的氯离子浓度分布及孔结构演变。研究结果表明:超声声时较好反映了混凝土在盐冻过程中的损伤演化,其表面和内部超声声时均先下降,后保持稳定,当混凝土剥落严重时迅速上升;冻融循环过程中的低温环境降低了混凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散速度,但冻融损伤程度的增加将导致混凝土中氯离子扩散速度的提高;盐冻循环50,150和400次时,C50混凝土中孔径大于100 nm毛细孔数量由31.85%提高到42.70%和56.60%,孔径大于0.1 mm的微裂纹数量由12.80%降低为8.37%,并最终提高到25.29%。此外,混凝土经过150次冻融循环,相比于C30混凝土,C50混凝土中孔径大于100 nm的毛细孔数量降低20.10%,微裂纹数量降低43.44%。     

弯曲荷载下腐蚀介质SO42-、Cl-在混凝土中的分布规律

分析了混凝土试件在弯曲荷载作用下各部位的应力大小和受力状态,并研究了腐蚀介质SO42-、Cl-在混凝土试件中的分布规律.结果表明:在扩散距离相同的混凝土层中,纯弯区部位的SO42-、Cl-含量大于弯剪区;拉应力层中的离子含量大于压应力层;弯曲荷载下混凝土试件受应力破坏最严重的部位为纯弯区拉应力层,该层中SO42-、Cl-含量最大;荷载作用下,不仅渗透进入混凝土中的SO42-、Cl-的量增加,离子的分布规律也发生改变,离子含量由对称分布改变为从压应力表层至拉应力表层呈"√"型分布,至压应力第3层或第4层(中性层)下降至最低,在拉应力表层离子含量最大.     

碱矿渣陶粒混凝土密实性及硫酸盐腐蚀试验

通过孔结构、抗渗性和硫酸盐腐蚀试验,研究碱矿渣陶粒混凝土的密实性以及受硫酸盐腐蚀混凝土的退化性能.研究结果表明,对于同种骨料,碱矿渣混凝土的密实性优于普通混凝土;对于同种水泥,陶粒混凝土的电通量较高,其密实性比砾石混凝土的差.混凝土在硫酸盐溶液中浸泡会使混凝土强度先提高再降低,但碱矿渣混凝土强度下降幅度比普通混凝土的小,且碱矿渣陶粒混凝土的下降幅度比碱矿渣砾石混凝土的小.碱矿渣陶粒混凝土具有较好的耐硫酸盐腐蚀能力.     

电脉冲作用下水泥基材料硫酸盐侵蚀行为与机理

电脉冲技术应用于不同温度下的水泥基材料硫酸盐加速侵蚀已有研究,但加速机理尚不明确,通过电脉冲加速与常规浸泡方式对比,分析了电脉冲作用下硫酸根离子分布与迁移规律,测试了不同侵蚀深度处反应产物的XRD物相.研究显示,电脉冲作用下有更多硫酸根离子迁移进入试件内部,硫酸根离子进入试件后主要集中于阴极端距表面2cm内,侵蚀28d前侵蚀产物主要是石膏和钙矾石.结果表明:电脉冲通过加快离子迁移以及化学反应两个方面显著加速水泥基材料的硫酸盐侵蚀.