摘要
硫酸盐侵蚀是造成沿海和盐湖地区混凝土结构耐久性损伤的重要因素。为探究硫酸盐侵蚀与混凝土损伤之间的相互作用,在Fick第二定律中引入损伤函数,同时考虑硫酸根离子传输过程的化学反应建立混凝土内硫酸根离子侵蚀过程的扩散-反应-损伤模型,利用自编程序构建混凝土三相细观模型并进行数值模拟。通过模拟结果与实验结果对比,二者之间的吻合度较高,表明建立的考虑混凝土损伤的数值模型能有效描述硫酸根离子在混凝土内的扩散行为。研究表明:随着侵蚀时间的增长,自由硫酸根离子浓度与结合硫酸根离子浓度均逐渐增大,但增大幅度有所减小,与侵蚀120 d相比,侵蚀180 d时5 mm处的离子浓度分别增加了3.39和1.99倍,结合硫酸根离子浓度在侵蚀表面附近的变化趋于直线;适当增大水灰比能够延缓损伤发生的时间,当水灰比为0.4的混凝土损伤值达到1开始损伤时,水灰比为0.6和0.7混凝土处于填充增强阶段,损伤值分别为0.77和0.83。模拟结果能够为硫酸盐环境下混凝土结构耐久性提高和使用寿命的延长提供理论指导。
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单位河南工大设计研究院; 河南工业大学