冻融环境下混凝土碳化深度预测模型

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1、学兔兔www.xuetutu.com2012年第9期(总第275期)混凝土理论研究THEORETICALRESEARCHNumber9in2012(TomlNo．275)Concretedoi：10．3969／j．issn．1002-3550．2012．09．002冻融环境下混凝土碳化深度预测模型于琦’，牛荻涛’。屈锋1'(1．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055；2湖南科技大学土木工程学院，湖南湘潭411201)摘要：从寒冷地区混凝土碳化机理出发，分析了冻融循环对混凝土碳化的影响。以Papadakis碳化模型为基础，采用数值分析的方法，模拟冻融环境下混凝土碳化全过程，给出混凝

2、土碳化区pH值的变化规律。在此基础上，建立了混凝土碳化深度预测模型。经验证，模型计算值与工程检测结果吻合较好。模型的提出为科学预测冻融环境下钢筋初始锈蚀时间奠定了基础。关键词：冻融环境；混凝土碳化；pH值；数值分析；预测模型中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2012)09—0003—03Modelforpredictingcarbonationdepthofconcreteinfreezing-thawingcircumstanceyu，NFJDJ—tao，QUFeng(1．Xi’anUniversityofArchitectureandTechnolo

3、gy，Xi’an710055，China；2．SchoolofCivilEngineering，HunanUniversityofScienceandTechnology，Xiangtan411201，China)Abstract：Fromthemechanismofcoldregionconcremcarbonation，factorsthatinfluenceconcretecarbonationinfreezing—thawingcircum—stanceareanalysed．BasedonthePapadakismodelofconcretecarbonation，concrete

4、carbonationprocesswassimulated，andthevariationprincipleofthepHvalueinthecarbonationzoneofconcretewasresearchedbynumericalmethods．Andthen，amodelforpredictingcarbonationdepthofconcreteinfreezing-thawingcircumstanceispresented．Theresultscalculatedbythemodelagreedwellwiththespot-data，anditcouldbeusedas

5、areferenceforpredictingtheinitialcorrosiontimesofsteel—bar．Keywords：freezing—thawingcircumstance；concretecarbonation；pHvalue；numericalmethod；predictingmodel过程，在PapadakistlO-II]碳化模型基础上，考虑冻融循环对混凝0引言土孔隙的影响，通过数值方法求解碳化区内Ca(OH)：浓度以及钢筋锈蚀是引起混凝土结构性能退化的主要原因，而混凝pH值，根据pH值对完全碳化区的定义，给出冻融环境下混凝土碳化则是一般大气环境下钢筋锈蚀的前提条

6、件。目前，国内土碳化深度预测模型。。外专家学者已提出了多种混凝土碳化深度预测模型[1-5】，这些模1冻融环境下的混凝土碳化模型型均适用于一般大气环境。然而，位于寒冷地区的混凝土结构不仅会遭受碳化侵蚀，在与水接触的部位还会发生冻融循环破坏。混凝土碳化是指水泥石中的水化产物与环境中的二氧化冻融循环作用会使混凝土孔结构劣化，为二氧化碳向其内部扩碳作用，生成碳酸钙或其他物质的现象。水泥充分水化后混凝土散提供有利条件，加快了混凝土碳化。利用现有的模型显然无法呈强碱性，pH值约为12～13左右，在水泥水化过程中，混凝土准确计算出这一环境下混凝土的碳化深度。内部形成大小不同的毛细管、孔隙、气泡等，大气中的

7、二氧化碳近年来，已有学者对冻融循环与碳化共同作用下的混凝土通过这些孔隙向混凝土内部扩散，并溶解于孔隙内的液相，与混耐久性问题做了相关研究。周晓明等旧应用损伤力学和断裂力凝土中可碳化物质发生反应。随着氢氧化钙在碳化反应中的消学理论提出了冻融与碳化交替作用时混凝土的损伤模型。谢晓耗，混凝土孔隙溶液的pH值逐渐降低。鹏等啊通过对混凝土试件进行快速冻融和碳化试验，探讨了钢1．1寒冷地区混凝土碳化机理纤维混凝土在冻融与