基于孔结构参数的混凝土气体扩散模型

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1、学兔兔www.xuetutu.com第18卷第6期建筑材料学报Vo1．18。NO．62015年12月JOURNALOFBUI1DINGMATERIAISDec．．2O15文章编号：1007—9629(2015)06—0976—06基于孑L结构参数的混凝土气体扩散模型汤玉娟，左晓宝，殷光吉(南京理工大学理学院，江苏南京210094)摘要：提出了一种反映混凝土孔结构特征的毛细管束几何模型，并运用分形维数表征了孔数目、孔隙率和曲折度等参数．通过水饱和度与气体有效扩散空间的关系，建立了考虑水饱和度影响的混凝土气体扩散模型，并运用该模型分析了水饱和度、水灰比和环境温度

2、等对气体扩散系数的影响．结果表明：水饱和度是影响混凝土中气体扩散性能的一个主要参数，当水饱和度达到85(质量分数)时，对气体扩散系数的影响最为显著．关键词：混凝土；分形维数；气体扩散系数；水饱和度中图分类号：TU528．01文献标志码：Adoi：10。3969／j．issn．1007—9629．2015．06．01lGasDiffusionModelinConcreteBasedonPoreStructuralParametersTANGYujuan，ZUOXiaobao，YINGuangJi(SchoolofScience，NanjingUniversit

3、yofScience8LTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：Ageometricmodelofcapillarytubeswasproposedtocharacterizetheporestructureofconcrete．Theporestructureparameters，suchasporenumber，porosityandtortuosity，wererepresentedasfunctionsofthefractaldimension．Dependingontherelationshipbetween

4、watersaturationandeffectivespaceforgasdiffusion，thegasdiffusionmodelinconcretewasestablished．Numericalsimulationswerecarriedouttoinves—tigatetheeffectsofwatersaturation，water～cementratioandenvironmentaltemperatureonthegasdiffusioncoefficientinconcrete．Resultsshowthat，watersaturatio

5、nisthemainparameterinfluencingthegasdiffusioncoefficientinconcrete．Whenthewatersaturationisof85(bymass)，theeffectismoresignificant．Keywords：concrete；fractaldimension；gasdiffusioncoefficient；watersaturation在大气环境下，混凝土碳化所引起的钢筋锈蚀氧化碳和氧气在混凝土中的扩散性能，给出了二氧是导致混凝土结构耐久性退化的重要因素之一[1]．化碳扩散系数的经验公式

6、；Bother等建立了不同大气中的二氧化碳、氧气和水蒸气等气体在混凝土水饱和度下的气体扩散模型，分析了材料初始饱和中的扩散系数是影响混凝土碳化速率和钢筋锈蚀速度对气体扩散的影响；牛荻涛等_2]提出了以混凝土率、分析混凝土结构耐久性退化规律的重要参抗压强度为主要参数，同时考虑环境温度、相对湿数【2_31．因此，建立气体在混凝土中的扩散模型是分度、混凝土的应力状态与应力水平等综合影响的气析混凝土结构耐久性退化规律的基础[3]．体有效扩散系数计算模型；耿欧等E83根据Fick第二目前，学者们通过各种手段研究了二氧化碳、氧定律和氮吸附法研制出了氧气扩散系数测试装置，

7、气等气体在混凝土中的扩散性能，建立了相应的气测试并分析了水灰比、环境温度和相对湿度对混凝体扩散模型]．Papadakis等r5通过试验研究了二土中氧气扩散系数的影响规律，给出了氧气扩散系收稿日期：2014-05—13；修订日期：2014—08—22基金项目：国家自然科学基金资助项目(51378262)；江苏省自然科学基金资助项目(BK20141396)；江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(AD20510)第一作者：汤玉娟(1989一)，女，江苏南通人，南京理工大学博士生．E—mail：tyjdsr19891103@163．corn通信作者：左晓宝(1968

8、一)，男，安徽巢湖人，南京理工大学教授，博士生导师，