粉煤灰混凝土碳化深度预测模型

摘要

一般大气环境下，混凝土碳化是钢筋锈蚀的前提条件，也是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素之一。现有的混凝土碳化模型大都以二氧化碳在混凝土中稳态扩散为基础，利用菲克第一定律推导得到的碳化模型。实际上，混凝土中的二氧化碳浓度是随着深度不均匀下降，它的浓度受到混凝土中空隙情况和二氧化碳与混凝土成分反应性控制。现有多系数碳化模型中的影响系数，是由试验结果得到的，但没有明确的理论含义。因此对各影响系数在理论上的研究还有待深入和发展。 本文根据二氧化碳在混凝土中实际的非稳态扩散状态，运用符合实际状态的菲克第二定律，推导得到以表观扩散系数为主要参数的新混凝土碳化方程。混凝土碳化实质是反应-扩散过程，随着碳化反应进行，CO2不断向混凝土内部扩散。现有模型中的有效扩散系数只是反映了CO2在碳化区的扩散状况，没有考虑部分碳化区反应对CO2扩散的影响。表观扩散系数同时反映了完全碳化区和部分碳化区的气体扩散状况，还考虑了部分碳化区碳化反应对扩散的影响。从实际反应条件和状况来看，将碳化反应的影响归结到对扩散系数的影响上来，比之反应-扩散过程模式更为简便、实用。 本文通过大量的混凝土碳化试验数据，运用‘转换在到同种条件下，确定一基准试件，每次改变一个影响因素’的方法，得到各影响因素对表观扩散系数的影响系数，再结合以表观扩散系数为参数的新混凝土碳化方程，最终得到考虑粉煤灰掺量的多系数碳化深度预测模型。并对模型进行了工程实例预测，模型考虑的影响系数全面，在实际复杂环境工程中，具有很好的实用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1混凝土碳化研究的意义

1.2混凝土碳化研究的现状

1.3本文研究的主要内容

第2章 粉煤灰混凝土碳化各影响因素分析

2.1引言

2.2混凝土碳化机理

2.3碳化影响因素的研究

2.4粉煤灰的影响

2.5本章小结

第3章 粉煤灰混凝土碳化模型分析

3.1现有碳化模型

3.2现有粉煤灰混凝土碳化研究评述

3.3本章小结

第4章 基于扩散机理的粉煤灰混凝土碳化深度预测模型

4.1模型的提出

4.2模型参数表观扩散系数的确定

4.3各影响因素对碳化表观扩散系数的影响

4.4理论模型的应用

4.5本章小节

第5章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致 谢