荷载作用下双掺混凝土碳化机理的试验与数值研究.pdf

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1、2017年第10期（总第336期）混凝土理论研究Number10in2017（TotalNo.336）ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10.3969/j.issn.1002-3550.2017.10.005荷载作用下双掺混凝土碳化机理的试验与数值研究李远圣，杜东升，刘伟庆，张玲峰（南京工业大学土木工程学院，江苏南京211816）摘要：围绕着含有两种矿物掺合料混凝土（粉煤灰和矿渣）在碳化和静力荷载耦合作用下的劣化过程和机理，揭示了掺合料对混凝土碳化深度、抗折强度的影响规律，同时分析了不同弯曲荷载应力对混凝土碳化深度的影响，并应用多物理场耦合有

2、限元软件COMSOLMultiphysics进行求解。研究结果表明：对于单掺粉煤灰的试件，其抗碳化性能随着掺量的增加而降低；而对于单掺矿渣的试件，矿渣含量为10%时，其抗碳化性能最好，然而当矿渣含量达到40%时，其抗碳化能力大幅降低；对于双掺试件，在任一掺合料取代率达到40%时，抗碳化能力有着显著的降低；在一定应力范围内，弯曲拉应力能显著提高混凝土的碳化深度，而弯曲压应力改善了混凝土的抗碳化能力；COMSOL模拟显示碳化深度试验值和模拟值较为吻合。关键词：混凝土；碳化；弯曲荷载；矿物掺合料；COMSOLMultiphysics中图分类号：TU528.01文献标志码：A文

3、章编号：1002-3550（2017）10-0015-05ExperimentalandnumericalinvestigationofcarbonationmechanismforconcretewithblendedadmixturesunderloadLIYuansheng，DUDongsheng，LIUWeiqing，ZHANGLingfeng（CollegeofCivilEngineering，NanjingTechUniversity，Nanjing211816，China）Abstract:Itfocusesonthemechanismofdeterior

4、ationofconcretecontainingmineraladmixtures（FAandBFS）underthecouplingac-tionofcarbonationandstaticload.Theeffectsofdifferenttypes（contents）ofadmixturesonconcretecarbonationdepth，flexuralstrengthareinvestigatedrespectively.Meanwhile，theeffectofbendingloadwithdifferentlevelsandtypesoncarbon

5、ationdepthisinvestigated.Themod-elissolvedbyapplicationofmulti-physicssoftwareCOMSOLMultiphysics.TheresultsshowthatcarbonationresistanceofflyashconcreteisdecreasedwiththeincreaseofFAcontents，whilethecarbonationresistanceofBFSconcreteisincreasedtothepointwherethevalueofBFScontentis0.1，the

6、ndecreasedwiththeincreaseofBFScontent，whenthevalueofBFScontentisabove0.4，thecarbonationresistanceofBFSconcretedecreasedseriously.Fortheconcretewithblendedadmixtures，carbonationresistancewillbeverylowwhenthevalueofanysingleadmixturecontentreachesto0.4.Withinacertainrange，bendingtensilestr

7、esscansignificantlyincreasethecarbonationdepth，whilethecarbonationresistanceofconcreteincreaseduetothebendingcompressivestressimprovestheporestructureofconcrete.COMSOLsim-ulationshowsthattheexperimentaldataofthecarbonationdepthandsimulatedvaluesareingoodagreement.Keywords