混凝土碳化深度預測的細觀隨機模型.pdf

1、鋼筋銹蝕是導致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性破壞的主要原因，而在一般大氣環(huán)境下，混凝土碳化是混凝土中鋼筋銹蝕的前提條件。因此研究混凝土碳化的機理與影響因素，建立碳化深度的預測模型，對混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命預測、耐久性評估和耐久性設(shè)計具有重要的實際意義。 本研究在宏觀上將混凝土看作均質(zhì)材料，考慮水泥水化程度（養(yǎng)護時間）、環(huán)境溫濕度和骨料用量的影響，根據(jù)碳化過程中混凝土內(nèi)氣態(tài)CO2、固態(tài)和溶解態(tài)的Ca（OH）2、水化硅酸鈣（CSH）和未水化的C3S

2、和C2S等物質(zhì)的質(zhì)量平衡條件建立微分方程組，運用Visual C++編程建立宏觀尺度上的混凝土碳化深度預測數(shù)值模型。該模型可以計算碳化深度、部分碳化深度以及CO2濃度、pH值和孔隙率等在碳化區(qū)的分布規(guī)律，而且模型計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。利用模型計算分析各參數(shù)對碳化深度的影響，結(jié)果與相關(guān)學者的研究成果一致。骨料用量越大，混凝土碳化深度和部分碳化深度越大；碳化深度和部分碳化深度都隨養(yǎng)護時間的增大而增大，增大的趨勢隨養(yǎng)護時間漸緩，直至穩(wěn)定

3、；碳化深度隨環(huán)境溫度的升高而增大，近似成正比，而溫度對部分碳化深度的影響不明顯：環(huán)境相對濕度60％是碳化深度的轉(zhuǎn)折點，RH<60％時碳化深度隨RH的增大而增大，RH>60％時碳化深度隨RH的增大而減小。在日平均氣溫負溫出現(xiàn)較少的地區(qū)，可以用年平均氣溫和年平均相對濕度代替日平均溫度和相對濕度來計算混凝土碳化深度，計算誤差較小。將模型用于水泥砂漿碳化深度的預測，為下一步細觀模型的建立做準備。細觀上將混凝土看作由水泥砂漿和粗骨料兩相組成。建立