开裂混凝土T梁内Cl-扩散进程的COMSOL模拟

摘要

目前关于氯离子侵蚀的研究不能反映多因素作用下钢筋混凝土中氯离子的扩散规律.以钢筋混凝土T梁为对象,采用COMSOL有限元软件建立T梁三维数值模型,分析了吸附反应、裂缝尺寸、钢筋阻滞三种因素综合作用下混凝土T梁的内部氯离子浓度场分布规律,详细探讨了裂缝深度和宽度对混凝土内氯离子扩散进程及其耐久性使用寿命的影响规律.结果 表明:将考虑钢筋阻滞作用、吸附反应、裂缝尺寸的氯离子扩散模型引入到T梁耐久性研究中,可以更加真实地反映T梁内氯离子浓度场分布规律;裂缝尺寸对氯离子的扩散影响显著,裂缝尺寸越大,氯离子的扩散速度越大.裂缝深度主要影响氯离子在裂缝周围区域的横向扩散,裂缝宽度则主要影响氯离子沿深度方向的扩散;受钢筋阻滞效应的影响,混凝土内部氯离子浓度的横向分布均呈现出波形的变化规律,浓度极大值点位于纵向钢筋的轴线处,极小值点位于钢筋与钢筋之间的间隙处,且裂缝处氯离子浓度的横向变化梯度明显低于未开裂混凝土的.