论文部分内容阅读
高性能混凝土凭借其高强度、高工作性以及高耐久性的优点,近年来以被广泛用于国民生产的各个领域,是一种最具有广阔发展前景的重要新型建筑材料。氯盐腐蚀作为高性能混凝土结构在海洋环境下最主要的腐蚀方式,以逐渐引起诸多研究学者们对其深入的研究,但总体来说,目前高性能混凝土的研究仍处于起步阶段,而从细观层次上对高性能混凝土氯离子渗透性方面的研究更是少之又少。在细观层次上,混凝土可以看做由砂浆、骨料以及两者之间的过渡层所组成的三相复合材料,其细观结构复杂,传输或渗透特性都受到多种因素的协同作用影响,而试验方法很难确定这些因素的各自独立影响。本文从细观角度出发,分别考虑了各因素对氯离子在高性能混凝土中传输的影响,并采用MATLAB语言和COMSOL软件对其进行了数值模拟,其中具体研究工作如下:(1)通过对国内外相关文献的查阅,深入了解了氯离子在高性能混凝土中的传输机理并为后续细观模型的建立及分析奠定了理论基础;(2)严格按照规范要求制作了一批高性能混凝土试件,然后采用自然浸泡法开展了氯离子渗透性试验。结合试验结果对氯离子在普通混凝土与高性能混凝土中的传输进行了对比分析、并就混凝土强度变化对氯离子在混凝土中传输的影响加以分析;(3)基于蒙特卡洛法产生随机数的原理,采用MATLAB编程语言建立了二维圆形随机骨料模型,并采用在随机圆内随机产生一个多边形的基骨料,使多边形的面积大于等于随机圆面积的0.75～1.1倍;最后以最长边为基准边,利用基准边产生新点并判断新点是否满足向外延伸条件的规则,建立二维多边形随机骨料模型。(4)将混凝土看做是由骨料、砂浆以及两者之间的过渡层所组成三相复合材料,借助COMSOL软件对二维随机骨料模型进行网格划分,建立二维随机骨料有限元模型。在此基础上分别就骨料、矿物掺料、相对湿度和相对温度等因素对氯离子在高性能混凝土中的传输进行了数值模拟并就模拟结果进行了分析。