基于混凝土三维CT重构氯离子扩散过程数值模拟

摘要

近年来,氯盐导致钢筋混凝土结构耐久性失效问题,氯离子破坏钢筋表面的钝化膜,加速了钢筋的锈蚀,同时裂缝的存在促进了氯离子的扩散,从而形成了恶性循环。基于混凝土三维CT重构技术,建立了湿-热-氯盐-裂缝多场耦合的氯离子扩散数值模型,研究了裂缝宽度、深度、等效裂缝形式对混凝土内氯离子分布的影响。结果表明,裂缝宽度促进了氯离子的扩散,但裂缝中氯离子浓度不与裂缝宽度成正比,裂缝宽度对氯离子浓度分布影响随着裂缝宽度的增加在减弱。裂缝深度对钢筋表面氯离子浓度具有显著影响,在诸多因素中起控制作用,采用楔形裂缝形态模拟氯离子在混凝土中分布与实际情况较吻合。