考慮氯離子擴(kuò)散的二維鋼筋混凝土銹脹開(kāi)裂數(shù)值模擬方法.pdf

1、近年來(lái)，在世界范圍內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)重，鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土保護(hù)層剝落，結(jié)構(gòu)承載力能力降低等收到業(yè)界人士的關(guān)注。氯離子對(duì)鋼筋的銹蝕是造成鋼筋銹蝕的首要原因。隨著銹蝕程度的加大，混凝土保護(hù)層開(kāi)裂，對(duì)結(jié)構(gòu)使用壽命造成較大的影響。因此，研究氯離子侵蝕下，鋼筋銹蝕膨脹混凝土開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題具有極其重要的意義。
　　本文主要研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在氯離子侵蝕下鋼筋銹脹開(kāi)裂的問(wèn)題。通過(guò)編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)氯離子在混凝土中的擴(kuò)散及鋼筋銹蝕

2、膨脹混凝土開(kāi)裂的數(shù)值模擬。并且研究了骨料、鋼筋直徑、溫度、濕度對(duì)氯離子的擴(kuò)散的影響，鋼筋直徑、保護(hù)層厚度對(duì)混凝土保護(hù)層銹脹開(kāi)裂的影響。
　　通過(guò)介紹擴(kuò)散的基本理論及預(yù)測(cè)模型，分析氯離子擴(kuò)散的影響因素，建立多種因素下的氯離子擴(kuò)散模型。模型考慮了溫度、濕度、水灰比、氯離子濃度對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的影響，分析了骨料邊界層對(duì)氯離子擴(kuò)散的影響。建立了氯離子擴(kuò)散的銹蝕形態(tài)模型。根據(jù)鋼筋混凝土氯離子擴(kuò)散模型，計(jì)算鋼筋表面氯離子濃度值，提出了氯離子對(duì)鋼筋銹

3、蝕計(jì)算模型。以氯離子銹蝕鋼筋模型為基礎(chǔ)，研究了鋼筋保護(hù)層厚度、鋼筋直徑、鋼筋位置對(duì)鋼筋銹蝕的影響。
　　結(jié)合鋼筋銹蝕量計(jì)算模型，提出了銹蝕膨脹壓力計(jì)算方法。鋼筋銹蝕產(chǎn)物膨脹，但由于周?chē)炷恋募s束，銹蝕產(chǎn)物與未銹蝕的鋼筋組成的混和系統(tǒng)受壓收縮。由混合系統(tǒng)等效的彈性模量及應(yīng)變計(jì)算鋼筋銹蝕膨脹壓力值。建立格構(gòu)式開(kāi)裂模型，計(jì)算模型中鋼筋節(jié)點(diǎn)的膨脹壓力。由于鋼筋為非均勻銹蝕，銹蝕膨脹壓力值隨著鋼筋量而變化，根據(jù)氯離子擴(kuò)散模型計(jì)算的鋼筋銹蝕