持荷下非飽和損傷混凝土材料的氣體滲透性研究

《持荷下非飽和損傷混凝土材料的氣體滲透性研究》是依託哈爾濱工業大學，由周春聖擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：持荷下非飽和損傷混凝土材料的氣體滲透性研究
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：周春聖

項目摘要

混凝土材料總是在一定荷載、環境因素作用下服役，研究持荷下非飽和損傷混凝土材料的氣體滲透性對混凝土結構耐久性設計、定量評估與壽命預測具有重要意義。課題通過試驗模擬混凝土材料在長期荷載作用下累積損傷的發展來研究累積損傷演化的規律，並分析累積損傷與卸載狀態下氣體滲透性的關係；研究混凝土材料持荷條件與當前損傷狀態的關係，分析持荷條件對氣體滲透性的影響；研究水分在損傷混凝土材料孔隙、微裂紋內的平衡存儲及其滲透傳輸過程，建立氣體滲透性與飽和度的關係；綜合分析累積損傷、當前損傷狀態及飽和度對氣體滲透性的影響，最終建立持荷下非飽和損傷混凝土材料氣體滲透率的數學模型。課題研究緊緊圍繞混凝土材料的孔隙、裂紋微結構展開，基於分形理論、有效介質理論及逾滲理論以從理論上研究孔隙、裂紋微結構與氣體滲透性的關係，為定量分析實際混凝土材料的耐久性提供科學依據，並為研究不同服役環境下侵蝕介質的具體傳輸過程打下基礎。

結題摘要

混凝土材料總是在一定荷載、環境因素作用下服役，研究持荷下非飽和損傷混凝土材料的氣體滲透性對混凝土結構耐久性設計、定量評估與壽命預測具有重要意義。課題通過試驗模擬混凝土材料在長期荷載作用下累積損傷的發展來研究累積損傷演化的規律，並分析累積損傷與卸載狀態下氣體滲透性的關係；研究混凝土材料持荷條件與當前損傷狀態的關係，分析持荷條件對氣體滲透性的影響。基於非飽和滲透理論，通過分析表面毛細吸水過程中的水分傳輸過程，項目建立了表面毛細吸水率與水分擴散率之間的理論關係模型；通過研究水分在損傷混凝土材料孔隙、微裂紋內的平衡存儲，項目提出一個適用於水泥基材料的全新水分特徵曲線模型，基於該模型可以進一步建立水分擴散率與水分滲透率之間的理論關係，結合水分滲透率與氣體滲透率之間的關係，進而可建立相對氣體滲透率的理論模型。試驗研究表明，理論研究提出的描述表面毛細吸水率、水分擴散率、水分滲透率和相對氣體滲透率的統一模型對水泥基材料具有良好的適用性。課題緊緊圍繞混凝土材料的孔隙、裂紋微結構展開理論與試驗研究，主要基於非飽和流動理論來從理論上研究孔隙、裂紋微結構與水分、氣體滲透率的關係，為定量研究實際服役混凝土材料的耐久性提供科學依據，並為研究不同服役環境下侵蝕介質的具體傳輸過程打下基礎。