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海底隧道非饱和混凝土中氯离子渗透研究

李晓珍 , 张苑竹

硅酸盐通报

海底隧道发展迅速,有着良好的应用前景,但恶劣的服役环境、维修难度高成本大使得其耐久性成为亟待研究的问题.基于达西定律和压力变化规律,分析了水分在非饱和混凝土中的渗流规律,得出了混凝土中压力、水分渗流速度与深度及时间的关系,并建立渗透深度模型.同时求解了氯离子的对流扩散方程,得到氯离子浓度的解析解.同时,分析了水压力、强度等级、抗渗等级及相对渗透率等因素对渗透深度和氯离子浓度的影响.将上述理论模型应用于工程实例中,证明其能够满足设计使用寿命.

关键词: 非饱和混凝土 , 水压力 , 相对渗透率 , 渗透深度

非饱和混凝土氯离子传输模型及特性分析

冯超 , 於德美 , 关博文 , 陈华鑫 , 申爱琴

硅酸盐通报

根据氯离子在混凝土中的传输机制,考虑干湿交替过程中水分传输的差异,推导得出氯离子在非饱和混凝土中传输的对流-扩散控制方程。试验结果与模型计算结果吻合良好。计算结果表明:自由氯离子浓度随着干湿循环次数的增加而增加,对流区深度、表面氯离子浓度和峰值氯离子浓度随着干湿循环次数的增加而增加并逐渐趋于稳定,根据计算结果回归得出各指标随干湿循环次数的变化方程。

关键词: 非饱和混凝土 , 氯离子 , 对流区深度 , 表面氯离子浓度

非饱和混凝土氯离子传输模型及参数分析

於德美 , 关博文 , 申爱琴 , 陈华鑫

硅酸盐通报

实体工程中大多数混凝土结构由于干湿交替作用处于非饱和状态,研究非饱和混凝土中的氯盐侵蚀对混凝土耐久性具有重要的意义.根据氯离子在混凝土中的传输机制,考虑干湿交替过程中水分传输的差异,推导得出氯离子在非饱和混凝土中传输的对流-扩散控制方程.采用精度高的Crank-Nicolson格式对水分扩散方程、氯离子对流-扩散方程进行差分,并用MATLAB软件编程进行数值求解.试验结果与模型计算结果吻合良好,通过参数敏感性分析结果可知,氯离子浓度随着混凝土表层孔隙饱和度和干湿比的增加而减小,当混凝土初始饱和度为0.3时氯离子浓度最高.

关键词: 非饱和混凝土 , 氯离子 , 扩散 , 对流 , 对流区深度

不同温湿度环境下混凝土温度响应研究

陈永丰 , 金祖权

硅酸盐通报

混凝土在服役环境中的温度响应直接影响其水化进程,而且影响到水分、离子传输与钢筋锈蚀.相对湿度为45%、65%、80%非饱和以及饱和混凝土在5 ℃,45 ℃,65 ℃和85 ℃下进行升温与降温试验,测试混凝土的温湿度演变,并测试非饱和混凝土导热系数.试验结果表明:混凝土湿度越小,其热响应时间越长,相比于饱和混凝土,相对湿度45%混凝土升温、降温过程的热响应时间延长6~7倍和7~8倍.相对湿度45%~65%混凝土与热源接触初期,需经过30~50 min才能传递到10 mm深度.距离热源越近的位置,混凝土的热响应速度越快,升温、降温过程中所需的时间越少.混凝土升降温过程导致混凝土内部相对湿度先增加后保持稳定,温度传输与湿度扩散存在交互效应.随着混凝土内部相对湿度增加,混凝土养护龄期增加,其导热系数增大,热量传递速度逐渐加快.

关键词: 非饱和混凝土 , 温度 , 湿度 , 热传导

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