模型再生混凝土二维Cl-扩散细观数值模拟
2012-05-11肖建庄应敬伟
同济大学学报(自然科学版) 2012年7期
肖建庄,应敬伟
(1.同济大学 土木工程学院,上海 200092;2.同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室,上海 200092)
与普通混凝土(NAC)相比,再生混凝土(RAC)界面过渡区(ITZ)的微观结构不同于NAC[1].随着再生粗骨料取代率RRA(本文中指再生粗骨料占总粗骨料的体积分数)的增加,RAC总的孔隙率和孔隙半径也增加[2].一些研究表明RAC的抗Cl-渗透性略低于NAC[3]并随着水灰比和RRA的增加而增长,甚至由于太低而不能避免钢筋的锈蚀[4].然而也有研究表明,RAC的抗Cl-渗透性可以通过提高强度等级[5-6]、增加矿物掺和料[5]与改 变搅拌 方式[7-8]来控制.文献[9]的研究也显示在沿海暴露环境下的再生骨料对RAC有双重作用,它同时提高Cl-的渗透性和结合能力.
不过很少有学者报道与RAC多相复合非均质结构相关的Cl-扩散特征.NAC常被看作两相[10]、三相[11]或者四相[12]复合材料.文献[13]将混凝土看作由骨料和砂浆组成的两相材料,将有效弹性模量公式用于求解氯离子有效扩散系数,文献[14]将混凝土看作两相复合材料,用有限元计算氯离子扩散特征.
本文将再生混凝土看作由天然骨料、老界面、新界面、老砂浆、新砂浆组成的多相材料.通过以往文献[4,7,13]确定各相的材料属性,采用有限元软件ABAQUS建立RAC的数值模型,模拟二维自由Cl-扩散的过程.通过变参数分析,研究模型RAC的Cl-浓度分布规律.
1 再生混凝土的各相Cl-扩散特性
再生混凝土五相的Cl-扩散性能差异很大.通过文献[14-15]可知,大部分新砂浆的Cl-扩散率为10-6~9×10-6mm2·s-1.根据裂缝宽度与Cl-扩散率之间的相关性……
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