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混凝土碳化开裂时的钢筋锈胀力数值模拟研究
  • ISSN号:1003-1243
  • 期刊名称:《水力发电学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU528.36[建筑科学—建筑技术科学]
  • 作者机构:西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨陵712100
  • 相关基金:国家自然科学基金(51279171)
中文摘要:

混凝土碳化后引起钢筋锈蚀膨胀导致混凝土顺筋开裂,从而引起结构耐久性劣化。本文分析了根据热传导原理数值模拟混凝土碳化作用的可行性,应用有限元软件ANSYS建立了单根钢筋均匀锈蚀导致混凝土开裂的数值模型。并通过施加碳化场,应用热-结构耦合模型模拟了混凝土碳化后钢筋锈胀导致混凝土开裂的锈胀力,为验证模拟结果的合理性,本文做了快速碳化3 d、7 d、14 d和28 d的试验。研究表明:在误差允许范围内,碳化深度模拟值与试验值基本一致;模拟值随着碳化时间的增加而增大,但碳化速率变小;混凝土碳化后锈胀力模拟值变小,且随着碳化深度的增大,锈胀力模拟值近似成比例下降;建立了钢筋锈胀力与碳化深度的线性回归方程,相关性较好。

英文摘要:

Concrete cracks lead to deterioration of reinforced concrete structure durability due to steel bar corrosion caused by carbonated concrete. This paper analyzes the feasibility of simulations on concrete carbonation by the principle of heat conduction and develops a numerical model of concrete cracking caused by uniform corrosion of reinforcement in the frame of the finite element ANSYS packages. Corrosion expansion force of concrete cracking caused by corroded steel bars has been simulated using a heat-structure coupling model that applies a field of concrete carbonation. The simulations were verified by using our fast test data of carbonation periods 3d, 7d, 14 d and 28d; and it shows that the simulated carbonation depths agree well with the measurements. Simulation results reveal that with carbonation time increasing, carbonation depth increases but carbonation rate becomes smaller. Corrosion expansion force is decreased by concrete carbonation, and it approaches a linearly decreasing trend as carbonation depth increases with time. We established a linear regression equation between corrosion expansion force and carbonation depth and obtained a good correlation.

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期刊信息
  • 《水力发电学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水力发电工程学会
  • 主编:李庆斌
  • 地址:北京清华大学新水利馆211室
  • 邮编:100084
  • 邮箱:
  • 电话:010-62783813
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-1243
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2241/TV
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 优秀学术期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12057