李 鹏

(西昌学院工程技术学院，西昌 615000)



混凝土碳化的数学模式及其应用

李 鹏

(西昌学院工程技术学院，西昌 615000)

本文的主要目的在于建立混凝土碳化的数学模式，该模式为一维线性扩散方程式，此控制方程式描述二氧化碳浓度的瞬间变异与二氧化碳在混凝土中扩散关系，结合其初始条件与边界条件，能更准确地预测二氧化碳在混凝土中的传输情况，使预测混凝土碳化结果更加可靠。

混凝土; 碳化; 线性; 扩散; 数学模式

1 引 言

就目前世界上各式营建工程而言，钢筋混凝土是使用量最大最广的一种材料，由于混凝土材料为耐久性材料，因而其与钢筋构成的钢筋混凝土构造常被认为是耐久性结构[1]。但钢筋混凝土结构物如因本身品质不佳，或受不适的环境影响，势必造成腐蚀介质的入侵，如二碳化物、硫化物、氯化物等等，导致混凝土强度下降、钢筋腐蚀、产生裂缝，而降低结构物本身的承载力，进而使钢筋混凝土结构物在使用年限上大大的缩短，影响结构的安全性及耐久性。

在我国地处高温潮湿亚热带气候地区，属于容易发生腐蚀的环境。大气中的二氧化碳会侵入混凝土或溶于孔隙水中，使混凝土产生碳化作用，进而加速腐蚀。因此对于混凝土的碳化问题，值得我们加以深入研究。

2 研究方法

本文假设二氧化碳的浓度是空间与时间的函数，而考虑其深度的瞬间变率同时与扩散、孔隙对流和化学反应等为一维线性扩散方程式，结合初始及边界条件，采用二种方法求解析解，第一种方法是以变数分离法配合二次变数转换法(或称置换法)及利用其初始和边界条件求得解析解。……