饱水混凝土氯离子侵蚀数值试验随机细观分析

为研究饱水状态混凝土中氯离子侵蚀的规律,首先基于Fick第二定律,在前人研究的基础上推导出综合考虑混凝土劣化、荷载作用、混凝土对氯离子的结合作用、温度、混凝土内部相对湿度、氯离子扩散的时间依赖性、离子静电场作用和表面氯离子浓度影响的新扩散方程。然后针对氯离子侵蚀的随机性,建立混凝土随机细观模型,并将氯离子侵蚀宏观数值模型与混凝土随机细观模型融合,提出混凝土氯离子侵蚀的随机细观研究新方法。通过编制相应的MATLAB程序,可生成任意骨料含量并满足不同级配要求的随机混凝土试件,并编制程序将MATLAB生成的.fig格式图形文件转换为通用的.dxf格式,以便于建立的模型可被有限元软件调用。最后,通过对105个混凝土随机试件进行氯离子侵蚀数值试验模拟,采用概率和数理统计的研究方法,总结出混凝土中氯离子侵蚀的一般规律。研究结果表明:细观层次上的物质传输浓度分布和数值上与宏观层次都有显著区别,氯离子在混凝土中的传输具有显著的随机性,相同骨料含量的混凝土试件在同一深度的氯离子含量是随机变量,骨料对氯离子传输具有显著的阻碍作用,骨料改变了氯离子在混凝土中的传输路径,氯离子分布在骨料周围有绕流现象,试件某一深度处的氯离子浓度近似服从正态分布。