裂缝对混凝土碳化影响的数值计算

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1、学兔兔www.xuetutu.com2013年第1期(总第279期)混凝土理论研究Number1in2013(TotalNo．279)ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10．3969／j．issn．1002—3550．2013．01．004裂缝对混凝土碳化影响的数值计算黄涛’，傅兴有。金南国’(1．浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310027；2．宁波象山宏鑫混凝土有限公司，浙江宁波315706)摘要：混凝土碳化是导致钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的重要因素，直接影响钢筋混凝土结构的服役性能。混凝土裂缝的存在缩短了CO和水分向混凝

2、土内部传输的路径，加速了开裂区域钢筋脱钝锈蚀。在已有研究基础上，根据Fick定律和质量守恒定律，确定了随时间变化的多因素作用下混凝土碳化模式，建立了开裂混凝土碳化的数值模型。基于离散裂缝模型和ANSYS有限元软件，分析了裂缝宽度对碳化程度的影响及模型的适应性。计算结果表明：在一定宽度范围内，裂缝附近沿开裂方向和沿垂直于裂缝面方向CO质量分数均随裂缝宽度增加而增大，其中短期碳化比长期碳化随裂缝宽度的变化更敏感。关键词：混凝土；碳化；开裂；数值模型中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2013)01—0013—05Num

3、ericalcalculationofcrackonconcretecarbonationHUANGTao，FUXing-you2,J1]~Nan-gno(1．CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China；2．NingboXiangshanHongxinconcreteCo．，Ltd．，Ningbo315706，China)Abstract：CarbonationincrackedconcreteiSconsideredasoneofm

4、ajordeteriorationsacceleratingstee1corrosioninreinforeedcon-cretestructures．ThesecracksbecomeamainpathforCO2andwaterpenetrationinsideconcreteSOthatthesteelcorrosionisacceleratedincrackedconcrete．Inthisstudy，ananalyticaltechniqueforcarbonationpredictionincrackedconcretewasdevelo

5、pedontheexistingbasisinordertogetthetime—dependentbehaviorsofcarbondioxidediffusionconsideringtheimpactofcrack，thetwo—dimensionalequationsofcarbondioxidedistributionfieldwereestablishedbasedonFick’Ssecondlawandmassconservationprinciple．Thenumericalcalculationwasproposedbythedis

6、cretecrackmodelandANSYS，whichcarriedoutcarbondioxidedifusionanditwasappropriatetocalculateandpredictthecarbondioxidediffusiondepthincrackedconcrete．Withinacertainwidth，nearthecrackalongthecrackdirectionandthedi—rectionperpendiculartothefracturesurfacemassfractionofC02wereincrea

7、singwiththecrackwidthincreased．whichtheshort—term’sre—suitwasmoresensitivethanlong—term’Stothechange．Keywords：concrete；carbonation；crack；numericalmodel行了长达13年的混凝土碳化试验，结果发现，承受正常载0引言荷的混凝土梁，其碳化深度要大于不承受载荷混凝土梁。混凝土碳化是指水泥水化产物Ca(OH)与空气中的金祖权等圈通过养护28、90d混凝土的快速碳化试验，在弯CO：在一定湿度条件F发生化学反应，产生C

8、aCO和水的拉载荷作用下研究混凝土的抗碳化能力，结果显示施加载过程。碳化使混凝土的碱度下降，故也称混凝土中性