混凝土中热湿耦合传输试验及数值模拟研究
发布时间：2024-06-11 23:40
水和热量是最常见的与混凝土接触的介质,水分通过孔隙进入混凝土内部,不仅降低其孔溶液的PH值,同时又能携带有害离子进入混凝土内部,而热量在混凝土内的传导直接影响水分的传输速度和分布,同时又影响其他有害离子的扩散速度,可以说混凝土中温湿的传输速度在某种程度上决定着混凝土的劣化速度。研究水和热量在混凝土中的传输过程是耐久性领域研究的基础性问题。因此,本文依托国家自然科学基金项目“海洋大气环境下混凝土中温湿度-氯离子耦合传输机理及数值模拟研究(51509084)”,以外掺矿粉的混凝土作为研究对象,通过试验、理论与数值模拟相结合的方法对热量和水分在混凝土内的传输进行了全面的研究。通过压汞试验测定了混凝土的孔隙率、迂曲度、比面及孔径分布等微观参数,并在此基础上利用瞬态平面热源法开展了不同骨料体积分数、不同砂率、不同水灰比及不同饱和度情况下的混凝土导热系数测定试验。试验结果表明混凝土导热系数随骨料体积分数的增大而增大,随着砂率的增大而减小,随着水灰比的增大而减小,随着饱和度的增大而增大。进一步深入分析了饱和度对热量在混凝土中的传导速度影响规律,建立考虑饱和度影响的混凝土导热方程。开展了不同温度(20...
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 混凝土中热量和水分传输机理
1.2.2 混凝土中热湿耦合传输理论
1.2.3 混凝土中热量和水分传输试验
1.2.4 混凝土的渗透率
1.2.5 混凝土中热湿耦合传输数值方法
1.2.6 已有工作的总结
1.3 课题来源
1.4 主要研究内容
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究路线图
2 混凝土导热系数试验研究
2.1 试验目的
2.2 试验方法及设备
2.2.1 稳态法与瞬态法
2.2.2 试验仪器及原理
2.3 试验方案
2.3.1 试验材料
2.3.2 试验设计与试件制作
2.4 试验过程
2.4.1 压汞试验过程
2.4.2 导热系数测定试验过程
2.5 试验结果及分析
2.5.1 抗压强度试验结果
2.5.2 压汞试验结果
2.5.3 导热系数测定结果
2.5.4 不同骨料体积分数对导热系数的影响
2.5.5 不同砂率对导热系数的影响
2.5.6 不同水灰比对导热系数的影响
2.5.7 不同饱和度对导热系数的影响
2.6 本章小结
3 混凝土饱和度平衡关系试验研究
3.1 试验方法
3.2 试验材料
3.2.1 胶凝材料
3.2.2 骨料
3.3 试验设计与试件的制备
3.3.1 配合比设计
3.3.2 试件制作
3.3.3 试验设计
3.4 试验过程
3.4.1 不同温度吸湿试验过程
3.4.2 不同温度排湿试验过程
3.5 试验结果及分析
3.5.1 含水率和饱和度
3.5.2 不同温度吸湿试验结果
3.5.3 不同温度吸湿试验结果分析
3.5.4 不同温度排湿试验结果
3.5.5 不同温度排湿试验结果分析
3.6 相对湿度与饱和度平衡关系曲线
3.7 混凝土中相对湿度与饱和度平衡关系模型
3.8 本章小结
4 热量和水分在混凝土中传输模型
4.1 考虑饱和度影响的混凝土导热方程
4.1.1 温度场与温度梯度
4.1.2 各向同性材料的导热方程
4.1.3 考虑饱和度影响的导热方程
4.2 水分在混凝土中传输理论模型
4.2.1 非饱和混凝土水分运动基本方程
4.2.2 混凝土中水分传输参数研究
4.2.3 吸湿过程中水分传输模型
4.2.4 排湿过程中水分传输模型
4.3 本章小结
5 混凝土热湿耦合模拟分析
5.1 COMSOL多物理场仿真软件
5.2 热湿平衡方程
5.2.1 热平衡方程
5.2.2 湿平衡方程
5.3 数值模拟模型
5.3.1 模型的网格划分
5.3.2 模型参数
5.4 水分传输模型验证
5.4.1 吸湿模拟结果验证
5.4.2 排湿模拟结果验证
5.5 数值模拟分析
5.5.1 传热模拟
5.5.2 吸湿模拟分析
5.5.3 排湿模拟分析
5.5.4 干湿循环模拟分析
5.6 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
个人简历
本文编号：3992888
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 混凝土中热量和水分传输机理
1.2.2 混凝土中热湿耦合传输理论
1.2.3 混凝土中热量和水分传输试验
1.2.4 混凝土的渗透率
1.2.5 混凝土中热湿耦合传输数值方法
1.2.6 已有工作的总结
1.3 课题来源
1.4 主要研究内容
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究路线图
2 混凝土导热系数试验研究
2.1 试验目的
2.2 试验方法及设备
2.2.1 稳态法与瞬态法
2.2.2 试验仪器及原理
2.3 试验方案
2.3.1 试验材料
2.3.2 试验设计与试件制作
2.4 试验过程
2.4.1 压汞试验过程
2.4.2 导热系数测定试验过程
2.5 试验结果及分析
2.5.1 抗压强度试验结果
2.5.2 压汞试验结果
2.5.3 导热系数测定结果
2.5.4 不同骨料体积分数对导热系数的影响
2.5.5 不同砂率对导热系数的影响
2.5.6 不同水灰比对导热系数的影响
2.5.7 不同饱和度对导热系数的影响
2.6 本章小结
3 混凝土饱和度平衡关系试验研究
3.1 试验方法
3.2 试验材料
3.2.1 胶凝材料
3.2.2 骨料
3.3 试验设计与试件的制备
3.3.1 配合比设计
3.3.2 试件制作
3.3.3 试验设计
3.4 试验过程
3.4.1 不同温度吸湿试验过程
3.4.2 不同温度排湿试验过程
3.5 试验结果及分析
3.5.1 含水率和饱和度
3.5.2 不同温度吸湿试验结果
3.5.3 不同温度吸湿试验结果分析
3.5.4 不同温度排湿试验结果
3.5.5 不同温度排湿试验结果分析
3.6 相对湿度与饱和度平衡关系曲线
3.7 混凝土中相对湿度与饱和度平衡关系模型
3.8 本章小结
4 热量和水分在混凝土中传输模型
4.1 考虑饱和度影响的混凝土导热方程
4.1.1 温度场与温度梯度
4.1.2 各向同性材料的导热方程
4.1.3 考虑饱和度影响的导热方程
4.2 水分在混凝土中传输理论模型
4.2.1 非饱和混凝土水分运动基本方程
4.2.2 混凝土中水分传输参数研究
4.2.3 吸湿过程中水分传输模型
4.2.4 排湿过程中水分传输模型
4.3 本章小结
5 混凝土热湿耦合模拟分析
5.1 COMSOL多物理场仿真软件
5.2 热湿平衡方程
5.2.1 热平衡方程
5.2.2 湿平衡方程
5.3 数值模拟模型
5.3.1 模型的网格划分
5.3.2 模型参数
5.4 水分传输模型验证
5.4.1 吸湿模拟结果验证
5.4.2 排湿模拟结果验证
5.5 数值模拟分析
5.5.1 传热模拟
5.5.2 吸湿模拟分析
5.5.3 排湿模拟分析
5.5.4 干湿循环模拟分析
5.6 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
个人简历
本文编号：3992888
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3992888.html
