硫酸鹽侵蝕下混凝土的耐久性分析.pdf

1、混凝土耐久性是土木工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，大量的混凝土結(jié)構(gòu)因耐久性失效而提前破壞，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。引起混凝土結(jié)構(gòu)耐久性破壞的因素很多，硫酸鹽侵蝕是影響混凝土耐久性的一個(gè)重要因素，因此，研究硫酸鹽侵蝕環(huán)境下混凝土耐久性問(wèn)題有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對(duì)硫酸鹽侵蝕混凝土的機(jī)理及理論模型進(jìn)行了深入的研究，具體內(nèi)容有： 首先，介紹了國(guó)內(nèi)外混凝土耐久性及硫酸鹽侵蝕的研究概況，分析了硫酸鹽侵蝕混凝土的機(jī)理，給出了引

2、起混凝土破壞的鈣礬石晶體生成過(guò)程。 其次，建立了基于Fick第二定律的硫酸鹽侵蝕混凝土的一維擴(kuò)散反應(yīng)方程，并應(yīng)用無(wú)條件穩(wěn)定的Crank-Nicolson格式建立了該方程的有限差分模型，應(yīng)用該模型可以求解一定的邊界條件、初始條件下混凝土墻或板構(gòu)件受硫酸鹽侵蝕的情況。 再次，根據(jù)硫酸鹽的濃度分布及化學(xué)反應(yīng)方程得到了混凝土模型中鈣礬石晶體的生成情況，由此就能得到侵蝕晶體引起的混凝土膨脹應(yīng)變，并根據(jù)混凝土的本構(gòu)關(guān)系及破壞準(zhǔn)則，給

3、出了混凝土構(gòu)件的受力和破壞過(guò)程。 最后，應(yīng)用無(wú)條件穩(wěn)定的交替方向隱格式(ADI)，建立了硫酸鹽侵入混凝土的二維擴(kuò)散反應(yīng)方程的有限差分模型，應(yīng)用該模型可以準(zhǔn)確求解，邊界條件、初始條件等比較復(fù)雜的矩形截面混凝土構(gòu)件的侵蝕情況。 通過(guò)上述研究，分析了硫酸鹽侵蝕下混凝土的破壞機(jī)理，建立了硫酸根離子的擴(kuò)散反應(yīng)方程及混凝土的破壞力學(xué)模型，并進(jìn)行了數(shù)值模擬，結(jié)果表明：鋁酸三鈣的含量決定了鈣礬石的生成量及混凝土的抗侵蝕能力；擴(kuò)散系數(shù)D與