硫酸盐侵蚀混凝土数值仿真研究进展

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年第12期(总第266期)混凝土理论研究Number12in2011(TotalNo．266)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．39690．issn．1002—3550．2011．12．012硫酸盐侵蚀混凝土数值仿真研究进展钟海明’，焦楚杰，章杰春z，高仁辉。(1．广州大学土木工程学院，广东广州510006；2．广州羊城管桩有限公司，广东广州510730；3．珠海市方力源建材有限公司，广东珠海519000)摘要：从数值模拟方法的基础理论分析与实例研

2、究两方面阐述了混凝土耐硫酸盐侵蚀的研究进展。介绍了国内外典型数值仿真模型的结构框架以及新型数值仿真模型的思路，并分析了现有数值模拟方法中存在的问题，指出了进一步研究过程中需要克服的困难，为混凝土结构耐硫酸盐侵蚀数值模拟研究提供了参考建议。·关键词：硫酸盐；侵蚀；混凝土；数值仿真中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2011)12—0037—04OverviewofstudyonnumericalsimulationofconcretesubjectedtosulphateerosionZHO

3、NGHai-ming，JIAOChn-jie，ZHANG,tie-chun。，GAORen-hui(1．SchoolofCivilEngineeringofGuangzhouUniversity，Guangzhou510006，China；2．GuangzhouYangchengPileCo．，Ltd．Guangzhou510730，China；3．ZbuhaiFangliyuanBuildingMaterialsCo．，Ltd．，Zhuhai519000，China)Abstrael：Nmnerica1methodolog

4、iesarepresentedtosimulate也edegradationofconcre~underexternalsu1fateattack．Setforththesulfate．re．sistantconcreteprogressfromtheoreticalanalysisofnumericalsimulationandcasesstudy．Anditintroducedthestructuralfi'ameworkoftypicalnumericalsimulationandtheideasfornewpatte

5、rnsindomesticandabroad．Inaddition，itanalysedtheproblemsfortheexistingnumericalsimu-lationandalSOpointedoutthedifficutiesthatneedtobeovercomeforfortherresearchprocess，whichprovidedareferenceforthenumerica1sim．ulationresearchofsulfate—resistantCOheretcstructure．Keywo

6、rds：sulfate；erosion；concrete；numericalsimulation条件，使得研究能顺利的进行。在假定的前提下，采用一种或多0引言种可靠的理论分析方法(如热动力学、Fick定律、化学反应平衡混凝土结构遭受到有害离子的侵蚀作用时，将导致其性能等)，通过计算分析软件(如matlab、ansys等)建立起一个切实衰减与服役寿命缩短，乃至结构失效【1-3]。在恶劣环境下的众多可行的数值仿真模型。有害离子中，硫酸盐侵蚀是导致混凝土结构耐久性下降的主要1数值模拟的基础理论研究因素之一】。很多学者对混凝土耐硫酸

7、盐侵蚀进行了大量的研究工作，并取得了阶段性的成果f6-91。加拿大渥太华大学的Ping和Beaudoin(1992)基于热动力目前，研究硫酸盐侵蚀混凝土的方法主要有试验和数值仿学提出了硫酸盐膨胀理论【l0“。该理论认为钙矾石与水泥胶体真。试验方法是通过控制试验条件来模拟实际工程中硫酸盐对之间的结晶化压力是引起膨胀的主要因素，理论还认为温度也混凝土结构的侵蚀作用，然后根据混凝土试件在模拟侵蚀环境是导致膨胀量的一个因素，因为它能提高固体产物间的结晶化中的破坏特征，并结合相关理论分析试件发生破坏的主要原因，压力。从而推测出实际混凝

8、土结构的耐久性。试验方法的基本思想是西班牙加泰罗尼亚理工大学的Casanova、AAguado和L通过表观的试验现象探索损伤破坏本质的过程。数值仿真方法Agull6(1997)利用热动力学平衡方程模拟硫酸盐侵蚀反应。则以理论为基础，从硫酸盐侵蚀破坏的原因出发，通过建立方该方法用球形几何模型