矿物掺合料混凝土碳化分析的非线性多场耦合模型

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1、学兔兔www.xuetutu.com2014年第1O期(总第300期)混凝土理论研究Number10in2014(Tota1No．300)ConcreteTHE0RETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2014．10．006矿物掺合料混凝土碳化分析的非线性多场耦合模型余波，成荻’。杨绿峰(1．广西大学土木建筑工程学院广西防灾减灾与工程安全重点实验室，广西南宁530004；2．广西壮族自治区住房和城乡建设厅，广西南宁530028)摘要：考虑矿物掺合料种类和掺量的影响，结合混凝土中CO的扩散规律以及可碳化物质的质量守恒定律，以

2、CO扩散系数、碳化反应速率系数和混凝土中可碳化物质的量为控制参数，研究建立了矿物掺合料混凝土碳化分析的非线性多场耦合模型，并利用试验数据进行了对比验证。首先基于水泥水化、矿物掺合料二次水化以及混凝土碳化的机理，结合Fick第二定律和化学反应平衡方程，建立了矿物掺合料混凝土碳化分析的非线性多场耦合模型；然后考虑温度、相对湿度、水胶比以及矿物掺合料种类和掺量等因素的影响，提出了模型中CO扩散系数、碳化反应速率系数、可碳化物质的量等控制参数的计算公式；最后利用加速碳化试验数据对比验证了该模型的有效性，并结合混凝土中CO：、可碳化物质和pH值的分布规律，揭示了温度、相对湿度、

3、水胶比、矿物掺合料种类和掺量等因素对混凝土碳化深度的影响规律。关键词：混凝土；碳化深度；矿物掺合料；相对湿度；温度中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2014)10—0020—06Multi—fieldcoupledmodelforconcretecarbonationwithmineraladmixturesyUBO，CHENGDi，YANGLufeng(1．GuangxiKeyLaboratoryofDisasterPreventionandEngineeringSafety，SchoolofCivilEngineeringan

4、dArchitectureGuangxiUniversity，Nanning530004，China；2．AgencyofHousingandUrban—RuralDevelopment，GuangxiZhuangAutonomousRegion，Nanning530028，China)Abstract：Consideringtheinfluencesofthetypeandquantityofthemineraladmixtures，anonlinearmulti—fieldcoupledmodelforcar—bonationanalysisofconcretew

5、ithmineraladmixtureswasestablishedandverifiedbycombiningthemleofdiffusionofCOswithincon—cretewiththelawofconservationofmassforcarbonatablesubstances．ThediffusioncoefficientofCO2，thecoemcientofreactionratebe—tweenCO2andcarbonatablesubstances，andthekindanddosageofthecarbonatablesubstances

6、wereadoptedasthegoverningparametersintheproposedmode1．AccordingtotheFick’Ssecondlawofdiffusionandthebalancechemicalequations，anonlinearmulti-fieldcoupledmodelforcarbonationanalysisofconcretewithmineraladmixtureswasestablishedbasedonthemechanismofcementhydration，secondhydrationofminerals

7、andconcretecarbonationfirst．Then，computationexpressionsofmodelparameters，suchasthediffusioncoefficientofCO2withinconcrete，thecoefficientofreactionratebetweenCO2andcarbonatablesubstances，andtheamountofthecarbonatablesub—stances，weredevelopedbytakingintoaccounttheinfluencesofthet