干湿交替对混凝土中氯离子分布影响的多相耦合数值分析
2021-03-18李荣涛TUANChristopher
硅酸盐通报 2021年2期
关键词:混凝土
李荣涛,TUAN Christopher Y.
(1.大连大学,辽宁省复杂结构体系灾害预测与防治重点实验室,大连 116622;2.内布拉斯加-林肯大学土木工程系,奥马哈 68182)
0 引 言
几乎所有形式的钢筋混凝土劣化现象都或多或少的与有害物质通过材料孔隙的侵入有关,比如氯离子侵蚀就是导致结构早期劣化的主要原因之一。虽然氯离子不会直接对混凝土材料产生严重危害,但它会破坏钢筋表面的钝化膜,引起钢筋锈蚀,而伴随着锈蚀物的不断生成,巨大的体积膨胀力会导致混凝土保护层开裂甚至与钢筋剥离,危及结构的设计承载能力。因此在氯盐环境下,提高结构的抗腐蚀能力是保证结构耐久性的重要任务之一,而全面了解氯离子侵蚀混凝土的影响因素则是前提与关键。
近年来,国内外相继开展了混凝土中氯离子输运过程的数值模拟与试验分析研究,氯离子的分布规律和侵蚀过程的影响因素得到了广泛探讨[1-5]。但实际结构所处环境复杂多变,结构材料多处于非饱和状态,混凝土中氯离子的迁移方式不仅要考虑扩散过程,还需考虑毛细、渗透等对流作用,此外氯离子的传输也会受到温度和湿度的共同影响[6-7],如材料中水分的蒸发-凝结以及盐分的溶解-沉淀相态变化。
为此,本研究首先建立了混凝土材料中多相耦合的氯离子侵蚀模型,用于数值模拟耦合热量、湿分和气体间相互影响的氯离子传输过程,同时特别考虑到了水分和氯盐的相态变化。基于此模型,利用数值模拟手段着重探讨了环境湿度对氯离子侵蚀混凝土过程的影响。……
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