混凝土形成過程具有一定的隨機(jī)性,這導(dǎo)致混凝土各部分氯離子擴(kuò)散性能具有隨機(jī)性。研究假定氯離子在混凝土中的擴(kuò)散性能服從正態(tài)分布的基礎(chǔ)上,建立了氯離子擴(kuò)散隨機(jī)分布模型。通過考慮界面過渡區(qū)（ITZ）厚度的隨機(jī)性,發(fā)展了混凝土細(xì)觀骨料模型。利用有限元模擬,研究了界面過渡區(qū)厚度、砂漿和界面過渡區(qū)的滲透性能對(duì)混凝土內(nèi)部氯離子濃度分布的影響。 

【文章來源】：材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2020,38(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

氯離子在砂漿中擴(kuò)散系數(shù)隨機(jī)分布圖（時(shí)間=0d,D(x,y))

二維混凝土隨機(jī)細(xì)觀模型中的骨料形狀主要分為圓形、規(guī)則多邊形、隨機(jī)多邊形等�，F(xiàn)有的模型多把混凝土分為砂漿和骨料兩相材料卻甚少考慮骨料與砂漿之間一層很薄的界面過渡區(qū)。本研究在高國政等[12]研究的基礎(chǔ)上，發(fā)展了二維混凝土隨機(jī)骨料，隨機(jī)生成混凝土細(xì)觀模型不僅包含骨料、砂漿、界面過渡區(qū)，而且界面過渡區(qū)厚度隨機(jī)產(chǎn)生。具體方法如下：首先，根據(jù)骨料級(jí)配調(diào)用單骨料程序生成單一骨料；其次，進(jìn)行骨料投放，檢查骨料之間是否碰撞；最后，在每個(gè)骨料的頂點(diǎn)處向內(nèi)隨機(jī)收縮一定距離，各點(diǎn)進(jìn)行相連形成界面過渡區(qū)，隨機(jī)收縮的距離按正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)進(jìn)行取值，二維混凝土細(xì)觀模型生成流程圖，如圖2所示。2.3 有限元模型

氯離子在混凝土中擴(kuò)散是一個(gè)十分復(fù)雜的物理-化學(xué)過程，其控制方程具有高度非線性，二維混凝土隨機(jī)骨料細(xì)觀模型加劇幾何非線性；所以采用數(shù)值求解氯離子擴(kuò)散本構(gòu)方程。首先，在有限元軟件中建立氯離子擴(kuò)散控制方程；其次，根據(jù)2.2節(jié)描述的二維混凝土隨機(jī)細(xì)觀模型生成的方法，采用MATLAB編程生成的隨機(jī)骨料模型區(qū)域作為氯離子擴(kuò)散求解域；最后進(jìn)行網(wǎng)格劃分。由于界面區(qū)為平均厚度在30～50μm的狹長區(qū)域，在界面過渡區(qū)區(qū)域采用粗化的自由三角形劃分，砂漿區(qū)域采用常規(guī)的自由三角形進(jìn)行劃分，圖3給出混凝土細(xì)觀模型網(wǎng)格劃分圖，從圖可見，在靠近界面過渡區(qū)網(wǎng)格較密集；圖4給出了圖3方框內(nèi)局部放大網(wǎng)格劃分圖；最后，進(jìn)行求解、數(shù)據(jù)后處理。圖4 局部細(xì)節(jié)網(wǎng)格劃分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]海工結(jié)構(gòu)服役壽命預(yù)測(cè)細(xì)觀數(shù)值模擬研究[J]. 陳宣東,虞愛平,劉光焰,黃達(dá),王曉峰.  建筑材料學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]飽水混凝土氯離子侵蝕數(shù)值試驗(yàn)隨機(jī)細(xì)觀分析[J]. 胡大琳,陳定市,張立興,陳峰.  長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[3]基于氯離子擴(kuò)散的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)壽命評(píng)估[J]. 黃煜鑌,趙翔宇,余帆,任葳葳.  硅酸鹽通報(bào). 2016(10)
[4]基于Comsol Multiphysics數(shù)值模擬荷載作用下?lián)郊臃勖夯业幕炷林新入x子侵蝕的服役壽命[J]. 陳宣東,韓建德,王曙光,劉偉慶.  混凝土. 2016(08)
[5]氯離子侵蝕鋼筋混凝土管樁的使用壽命預(yù)測(cè)[J]. 邵偉,李鏡培.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(12)
[6]混凝土中鋼筋銹蝕研究現(xiàn)狀與熱點(diǎn)問題分析[J]. 施錦杰,孫偉.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2010(09)
[7]二維混凝土隨機(jī)骨料模型研究[J]. 高政國,劉光廷.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(05)
[8]基于BP網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)面的海水侵蝕混凝土強(qiáng)度可靠性分析和耐久性評(píng)價(jià)[J]. 張玉敏,王鐵成.  工業(yè)建筑. 2002(02)

博士論文
[1]混凝土中氯鹽的傳輸機(jī)理及鋼筋銹脹模型[D]. 付傳清.浙江大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3305655