自然暴露环境下混凝土部分碳化区长度预测模型

牛荻涛; 张宾强; 刘俊; 李星辰; 刘西光

doi:10.13204/j.gyjzG20100804

自然暴露环境下混凝土部分碳化区长度预测模型

doi: 10.13204/j.gyjzG20100804

1. 省部共建西部绿色建筑国家重点实验室, 西安建筑科技大学, 西安 710055;
2. 西安建筑科技大学土木工程学院, 西安 710055

基金项目:

陕西省自然科学基础研究计划项目(2019JQ-001)。

国家自然科学基金项目(51808437)

国家重点研发计划项目课题(2016YFC0701304)

教育部"创新团队发展计划"(IRT_17R84)

详细信息

作者简介:
牛荻涛,男,1963年出生,博士,教授,博士生导师。电子信箱:niuditao@163.com

计量
- 文章访问数: 64
- HTML全文浏览量: 7
- PDF下载量: 0
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2020-10-08
- 网络出版日期: 2022-07-25

A Prediction Model of Semi-Carbonated Zone Length of Concrete Under Natural Exposure Environment

1. State Key Laboratory of Green Building in Western China, Xi’an University of Architecture & Technology, Xi’an 710055, China;
2. College of Civil Engineering, Xi’an University of Architecture & Technology, Xi’an 710055, China

摘要

摘要: 对西安地区某钢筋混凝土工业厂房进行了现场测试和试验研究,采用压榨法逐层测试了混凝土圆柱体试样孔溶液pH值,根据测试结果确定了混凝土部分碳化区长度。同时根据碳化过程中的物质平衡,采用数值方法计算了混凝土碳化进程中物质含量的变化,得到了混凝土部分碳化区长度数值模型。将部分碳化区长度数值计算结果与试验结果进行了对比,验证了数值模型的准确性。分析结果表明:混凝土部分碳化区长度随着水灰比的增大而增加;随水泥用量和相对湿度的增加而减小;相对湿度对部分碳化区长度的影响最为显著,当环境湿度RH≥80%后,部分碳化区基本消失;当RH=70%时,部分碳化区长度较短,基本可以忽略;CO₂浓度和碳化时间对混凝土部分碳化区长度影响较小。
- 自然暴露 /
- 压榨法 /
- pH /
- 部分碳化区
Abstract: The paper presented the results of the in-situ test and experimental study on a reinforced concrete industrial plant in Xi'an. The pH values of the pore solution in the cylinder samples were measured layer-by-layer by expression method. The length of semi-carbonated zone was determined according to the test results. The mass balance in the carbonation process was analyzed and the change of substance content in the carbonation process was calculated by numerical method, and the numerical model of semi-carbonated zone length of concrete was obtained. The accuracy of the numerical model was valid by comparing the numerical analysis results with the experimental results. The results showed that the semi-carbonated zone length increased with the increase of water-cement ratio, while decreasing with the increase of cement content and relative humidity. Relative humidity had the most significant effect on the semi-carbonated zone length. When RH ≥ 80%, the semi-carbonated zone disappearred. The semi-carbonated zone length was relatively short at RH = 70%, which could be ignored. The CO₂ concentration and carbonation time had little effect on the semi-carbonated zone length.
- natural exposure /
- expression method /
- pH /
- semi-carbonated zone

HTML全文

参考文献(21)

[1]	牛荻涛,李星辰,刘西光,等.工业建筑混凝土结构耐久性调查与分析[J].工业建筑,2018,48(11):14-18.
[2]	金伟良,牛荻涛.工程结构耐久性与全寿命设计理论[J].工程力学,2011,28(增刊2):31-37.
[3]	赵羽习.钢筋锈蚀引起混凝土结构锈裂综述[J].东南大学学报(自然科学版),2013,43(5):1122-1134.
[4]	孙彬,牛荻涛,王庆霖.锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力计算方法[J].土木工程学报,2008(11):1-6.
[5]	吴庆,袁迎曙,朱金,等.锈蚀钢筋混凝土压弯构件性能退化试验研究[J].中国矿业大学学报,2010,39(6):843-848.
[6]	徐亦斌.荷载与碳化共同作用下混凝土中氯盐传输及钢筋锈蚀规律[D].杭州:浙江大学,2015.
[7]	牛荻涛,吕瑶,刘西光.混凝土硫化性能研究进展[J].材料导报,2017,31(23):163-170.
[8]	许丽萍,黄士元.预测混凝土中碳化深度的数学模型[J].上海建材学院学报,1991(4):347-357.
[9]	PARROTT L J.A review of carbonation in reinforced concrete[J].Magazine of Concrete Research,1994,46:23-28.
[10]	岸谷孝一.コンクリート中の鉄筋の腐食に関する研究[J].日本建築学会論文報告集,1979(283):11-15.
[11]	蒋利学,张誉.混凝土部分碳化区长度的分析与计算[J].工业建筑,1999,29(1):4-7.
[12]	董振平,牛荻涛,刘西芳,等.一般大气环境下钢筋开始锈蚀时间的计算方法[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版).2006(2):204-209.
[13]	张伟平,张誉.一般大气环境条件下混凝土中钢筋开始锈蚀时间的预测[J].四川建筑科学研究,2002(1):27-29.
[14]	孙彬,毛诗洋,王景贤,等.长观试件混凝土自然碳化与加速碳化的相关性试验研究[J].建筑结构,2019,49(9):111-114.
[15]	濮琦,姚燕,王玲,等.碳化混凝土中不同深度处pH值变化规律研究[J].新型建筑材料,2017,44(1):1-4.
[16]	中国建筑科学研究院.钻芯法测试混凝土强度技术规程:JGJ/T 384-2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.
[17]	张玲峰,韩建德,刘伟庆,等.碳化导致水泥基材料微观结构演变的研究进展[J].材料导报,2015,29(3):85-95.
[18]	PAPADAKIS V.Physical and chemical characteristics affecting the durability of concrete[J].ACI Materials Journal,1991,88:186-196.
[19]	蒋利学.混凝土碳化深度的计算模型及试验研究[D].上海:同济大学,1996.
[20]	LIU X G,NIU D T,LI X C,et al.Pore solution ph for the corrosion initiation of rebars embedded in concrete under a long-term natural carbonation reaction[J].Applied Sciences-Basel,2018,8:128-143.
[21]	LIU X G,NIU D G,LI X C,et al.Effects of Ca (OH)₂-CaCO₃ concentration distribution on the pH and pore structure in natural carbonated cover concrete:a case study[J].Construction and Building Materials,2018,186:1276-1285.