对2种测试混凝土抗渗能力用非稳态氯离子迁移系数法的分析

氯离子渗透是钢筋混凝土结构劣化常见的原因之一,有必要研究快速有效的测试混凝土抵抗氯离子渗透能力的方法和评价体系。介绍非稳态氯离子迁移系数法NTB法和RCM法,分析二者之间的差异,通过对比溶液、参数、公式、试验结果,说明这2种测试方法的不同。虽然NTB法和RCM法的试验原理相同,但测试结果并不相同,建议相应的适用评判指标也应不同。

非稳态法测定杉木板材的水分扩散系数

用非稳态法在一定的实验条件下测定了人工林杉木Cunninghamia lanceolata板材的水分扩散系数，并且探讨了干燥介质温度、初含水率和纹理方向等对杉木板材水分扩散系数的影响。结果表明，干燥介质温度越高，扩散系数越大；初含水率越高，扩散系数越大，在纤维饱和点附近迭最大。当木材含水率在纤维饱和点以下时，杉木板材水分扩散系数都随着初含水率的增加而增大；当木材含水率在纤维饱和点以上时，扩散系数基本保持恒定；杉木板材的纵向水分扩散系数远大于横南水分扩散系数，其比值为5～7；杉木板材的径向水分扩散系数略大于弦向水分扩散系数，其比值为1．0～1．5。

确定岩石扩散系数的非稳态模型及其应用

岩石扩散系数是岩石固有的基本物理量之一，是研究天然气扩散最重要的参数。前人用实验室实测数据求取系数，致使实验时间过长（达千余小时），并存在某些不确定因素；或是在封闭式实验中使用稳定模型处理非稳态的扩散实验过程，导致所求取的扩散系数值产生了大约一个数量级的偏差（误差为１／２～４倍）。在总结了前人经验的基础上，由扩散理论与数学模型相结合的方法，推出了用实测数据求取扩散系数的非稳态模型，并获得了解析解。通过理论分析和大量的实测资料的反复对比计算表明：用该非稳态模型所处理的实测数据，能很好地反映实验中天然气通过岩样的扩散规律。该方法不仅能纠正前人模型所产生的严重偏差，并且可以在不改变原有封闭式实验装置和实验方法的条件下，极大地提高所测岩样的扩散系数精度，同时将原有实验时间缩短至两小时至数小时范围内，从而降低实验成本，提高实验效率，该方法具有较高的推广应用价值。

考虑材料非均质特性的混凝土中氯离子扩散系数预测模型

以粗集料含量作为混凝土材料非均质特性的量化指标,通过室内物理实验,实测得到不同粗集料含量的混凝土试件在人工潮汐环境下的氯离子浓度沿扩散深度的分布,经拟合回归分析,分别得到了不同粗集料含量的混凝土试件中氯离子的扩散系数,定量研究了混凝土材料的非均质特性对氯离子扩散系数的影响。在此基础上,根据实验组混凝土试件的扩散系数,建立了同时考虑扩散时间、粗集料含量、温度和湿度共同影响的混凝土中氯离子扩散系数预测模型。基于相同暴露环境下验证组混凝土试件的实测数据,验证了本文所建立的氯离子扩散系数预测模型的准确性。

聚合物改性水泥涂层氯离子和硫酸根离子扩散系数的快速测定

强氯盐和硫酸盐腐蚀环境的混凝土常用涂层加以保护,但涂层的离子扩散性尚缺少快速评价方法。采用加速扩散室实验方法,测试氯离子和硫酸根离子在聚合物改性水泥涂层中的扩散系数。结果表明,在试样两边施加7.5V直流电压的情况下,分别使用5mol/L的NaCl溶液和0.5mol/L的Na2SO4溶液进行扩散试验,直接测试氯离子和硫酸根离子扩散系数,均可在7～9d内获得试验结果,试验数据重复性良好。

基于非稳态法测定木材水分扩散系数

锯材在纤维饱和点以下干燥时,水分的迁移过程主要是以非稳态扩散形式进行的,非稳态扩散指木材内部的水流通量和含水率梯度随时间和空间而变化。为了给木材干燥提供依据,采用非稳态法在一定的试验条件下测定了木材的水分扩散系数,探讨了不同材种、干燥介质温度、初始含水率、纹理方向对扩散系数的影响。结果表明:扩散系数与树种有一定的关系,通过比较,樟子松的扩散系数为7.06×10^(-6)cm^2/s,杨树的扩散系数为9.61×10^(-6)cm^2/s,杨树的扩散系数大于樟子松的扩散系数;在纤维饱和点以下,初始含水率30%时樟子松的木材水分扩散系数为7.54×10^(-6)cm^2/s,25%时为7.06×10^(-6)cm^2/s,20%时为6.61×10-6cm^2/s,15%时为6.37×10^(-6)cm^2/s,初始含水率越高,水分扩散系数越大;在相同条件下,干燥介质的温度为90℃、80℃、70℃、60℃、50℃时,对应的樟子松木材水分扩散系数分别为8.04×10^(-6)cm^2/s、7.32×10-6cm^2/s、6.63×10^(-6)cm^2/s、5.94×10^(-6)cm^2/s、4.91×10^(-6)cm^2/s,扩散系数随着温度的升高而增大;在不同的纹理方向,木材水分扩散系数不同,樟子松纵向、径向、弦向的扩散系数分别为7.06×10^(-6)cm^2/s、3.63×10-6cm^2/s、2.14×10^(-6)cm^2/s,由大到小依次为纵向、径向、弦向。

非理想体系多离子非稳态扩散模型及数值模拟

在众多工程领域中均存在扩散现象。大多数扩散模型均是采用经典的Fick定律,仅考虑理想溶液中离子浓度梯度对扩散的驱动,未考虑多离子溶液环境对扩散的影响。溶液中离子间的静电作用导致溶液偏离理想状态,使得各离子浓度不能完全有效发挥,实际的扩散现象得不到合理的解释。基于广义线性扩散通量方程,引入Guntelberg修正的活度系数表征理想溶液与实际溶液中离子浓度的偏差,结合质量平衡方程,建立了适用于非理想体系的多离子非稳态扩散模型。采用已有试验数据与模型结果进行了对比分析,验证了所建模型的正确性和有效性。选用有限元软件Comsol Multiphysics对所建模型进行数值求解,结果表明:溶液非理想性特征对离子扩散具有显著的阻滞作用。当离子价位一定时,初始浓度越高对离子扩散阻滞效果越明显;在源浓度一定的情况下,离子价位越高对扩散阻滞效果越强。

基于叠层稳态热测量技术的锂离子电池导热系数测量

锂离子电池作为电动汽车的主流动力源,其组件导热系数是计算热传导过程中导热量最重要的参数。针对现有测量锂离子电池组件导热系数方法测量时间长、测量误差大,样品制备复杂等现状,提出了一种基于红外测温原理叠层稳态热测量方法,该方法采用激光加热叠层表面,通过红外热像仪测量表面温升,完成测量平台的搭建。测量聚丙烯材料的导热系数表明,该方法能够准确测量固体材料的导热系数,且测量模型简单,测量速度快。采用非接触式的测量方法,测量误差小,为测量锂离子电池组件的导热系数提供了新的方法,具有较好的工程应用前景。

界面过渡区氯离子扩散系数试验

为评价混凝土界面过渡区抗氯离子渗透能力,本文在已知骨料体积率及界面过渡区厚度的前提下,通过测定含骨料试件氯离子迁移系数和水泥净浆氯离子迁移系数,计算在稳态电迁移下界面过渡区的氯离子扩散系数。该计算结果可为评价现代混凝土界面的渗透性提供一定的理论借鉴。

杉木木束干燥过程中水分的非稳态扩散

通过在不同恒定的温度场中的试验,研究分析了人工林杉木(Cunninghamia lanceolata)木束在高温干燥中,木束内部水分在非稳态状态下的扩散及其影响因素.在高温干燥情况下,水分扩散系数随温度的升高而增大,水分扩散系数也随直径的增加而增加.并探讨了木束水分在非稳态状态下的扩散规律,为合理地制定木束干燥工艺提供科学依据.

马尾松木材干燥过程中水分的非稳态扩散

影响木材干燥速率的两个主要因素是反映木材内部水分移动阻力的扩散系数和反映外部水分移动阻力的表面扩散系数。笔者根据非稳态扩散的理论，讨论了马尾松木材中水分沿径向扩散的规律，结果表明：扩散系数随木材含水率的降低而降低，随木材厚度的增加而增加；

煤中瓦斯非稳态扩散特征模型及实验验证

为了研究煤中瓦斯的运移规律,首先建立了煤中瓦斯非恒定扩散系数模型,然后以不同粒径煤样为对象,通过改进的解吸实验装置研究了煤中瓦斯解吸-扩散特性,实验验证了该模型的可靠性。结果表明,通过建立煤中瓦斯非恒定扩散系数模型,得到了煤中瓦斯扩散过程中不同时刻条件下的扩散系数,获得了煤中瓦斯的非稳态扩散特征。煤样的初期解吸速度相对较快,随后逐渐降低;煤样粒径越小,瓦斯的总解吸量和解吸速度均越大,煤样接近解吸平衡时所用的时间越短。相同压力下,初始时刻煤样的有效扩散系数随着煤样粒径的增大而减小,解吸-扩散实验结果验证了上述模型具有较高的可靠性。

等离子喷涂射流的三维非稳态数值模拟

基于局域热力学平衡假设,建立等离子喷涂射流的三维非稳态湍流模型,运用计算流体力学软件ANSYS CFX模拟了氩/氢等离子喷涂过程中等离子特性分布以及喷枪内部场变化对射流形态的影响,并与高速摄像机的拍摄结果进行了对比。结果表明:模拟得到的射流波动明显,其形态与试验得到的结果吻合较好;喷枪内与射流域等离子体特性分布表现出明显的三维特征,其中速度分布的三维特征较之温度的更加明显;射流射入大气中后,温度和速度均沿轴向衰减,随着射流发展,与冷空气的卷吸作用愈明显,等离子体与冷空气之间能量和动量交换愈剧烈,大约距离喷枪出口27.4mm处其温度和速度的衰减加剧;射流域速度分布较之温度分布受空气影响更大。

空间飞行体与周围等离子体之间的非稳态问题研究

本文研究了拖有天线的空间飞行体与周围等离子体之间的非稳态相互作用;获得了描述尾流区这种相互作用的控制方程组。结果表明,飞行体上的天线系统可作为调制不稳定性的泵波源,激发起甚强的可探测到的电磁孤波;这意味着即便是隐身飞行体,人们也能探测尾流区的电磁孤波而发现它的行踪。

RCM法测试混凝土氯离子渗透扩散性

本文主要介绍一种新型的混凝土氯离子扩散系数快速测定方法———RCM法,对其工作原理及测试方法进行了评述,并测定了氯离子在一系列不同水灰比的混凝土中的扩散系数,结果表明,混凝土的抗氯离子渗透扩散能力随水灰比的减小而提高。

测氢扩散系数的电化学交流法研究

应用电化学交流法测定氢在纯铁中的扩散系数 .证明对电解氢在试样中的非稳态扩散 ,按菲克第二定律所设定的边界条件符合实际扩散行为 。

液相扩散系数的测定方法及研究进展

液相扩散系数可以预测一个系统中的扩散行为,它的测定对工业应用具有重要的意义。本文主要从菲克定律和相关的扩散理论出发,通过分析当前利用电、磁、光等技术手段及其测试扩散系数的原理,对液相扩散系数测定方法的进展进行总结,发现利用物理方法测试扩散原理中的相关参数从而得到扩散系数是液相扩散系数测定的主要趋势,最后对几种不同的扩散系数的测定方法进行了对比和评估。

锚索孔道压浆体的非稳态腐蚀性能研究

基于Fick定律,建立氯离子在压浆体保护层径向的扩散方程,推导锚索孔道压浆体中氯离子的等效扩散系数计算式,揭示氯离子等效扩散系数、锚索钢绞线的腐蚀时间与压浆体保护层厚度之间的数学关系;采用外加电场梯度进行加速腐蚀试验,并根据试验数据计算等效扩散系数的数值,比较不同配方压浆体的抗腐蚀性能。结果表明:在腐蚀诱导期,压浆体保护层中的氯离子等效扩散系数随压浆体保护层厚度的增大而减小,腐蚀时间与压浆体保护层的厚度呈幂函数变化关系;在腐蚀发展期,氯离子的扩散从非稳态扩散逐渐趋于稳态扩散,等效扩散系数也逐渐减小并趋于稳定值,锚索钢绞线的腐蚀过程也同时由非稳态逐渐过渡到稳态;在诱导期和发展期,掺有高性能压浆剂的水泥压浆体中锚索钢绞线的腐蚀时间分别约为纯水泥压浆体的1.5倍和4倍,因此采用适宜的压浆剂能够成倍提高压浆体的抗腐蚀性能。

密实性及损伤对混凝土氯离子渗透性能的影响

对粉煤灰、硅灰掺入比例进行规律性的调整,制作了12组试件,并根据各组试件的极限强度,进行一定比例的单轴受压损伤试验.运用北欧试验方法对12组试件做非稳态氯离子扩散系数试验.通过试验分析,粉煤灰、硅灰分别按20%,7%的掺入比例时,混凝土试件的扩散系数较低,密实度良好,且强度相对较高;同时发现非稳态氯离子扩散系数与吸水率存在一定相关性,相关系数为0.67;试件单轴受压损伤处理后,非稳态氯离子扩散系数在20%损伤前后会有所下降,在60%损伤后,扩散系数快速增加,且扩散系数与损伤程度具有4次多项式的关系.