基于侵蚀损伤的硫酸根离子在混凝土中一维扩散的数值模拟

摘要

基于菲克第二扩散定律和硫酸盐侵蚀混凝土的损伤演化机理,建立新型的考虑侵蚀损伤演化的非线性扩散模型。将损伤和水化影响作为等效孔隙度引入到有效扩散系数中,损伤函数是关于材料初始孔隙度、侵蚀时间和外界硫酸盐溶液浓度的函数,可以由圆柱形试样的超声波实验结果进行参数曲线和曲面拟合得到。最后对该偏微分方程进行数值求解,得到在混凝土中SO42-浓度分布规律,并对比分析了损伤模型和未考虑损伤模型的数值结果。数值结果表明:硫酸盐侵蚀损伤演化、外界溶液浓度和材料初始孔隙度对硫酸根离子的扩散有很大影响。