文档介绍：第 37 卷第 7 期硅酸盐学报 Vol. 37,No. 7
2009 年 7 月 July, 2009
JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY

硫酸侵盐蚀下的混凝土损伤破坏全程过

左晓宝 1,2,3,孙伟1,3
(1. 江苏省土木工程材料重点实验室,南京 211189;2. 南京理工大学土木工程系,南京 210094;
3. 东南大学材料科学与工程学院,南京 211189)

摘要:根据 Fick 第二定律建立了硫酸根离子在混凝土中的非稳态扩散反应方程,利用有限差分法求解该方程以获得硫酸根离子在混凝土中的浓度
分布规律。根据硫酸根离子与混凝土中铝酸钙盐之间的化学反应所生成钙钒石的数量,给出了钙钒石生成过程中的混凝土膨胀应变计算公式,并由混
凝土本构关系计算相应的膨胀应力,以评估混凝土是否开裂破坏。最后,通过数值仿真,模拟浸泡在 2% Na2SO4 溶液里的混凝土板内的硫酸根离子扩
散过程、膨胀应变及应力变化、开裂破坏等全过程。结果表明:所提出的分析方法可定量地描述硫酸盐侵蚀下的混凝土损伤破坏规律。

关键词:硫酸盐侵蚀;混凝土;化学力学模型;损伤破坏;数值分析
中图分类号:TU528 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2009)07–1063–05

FULL PROCESS ANALYSIS OF DAMAGE AND FAILURE OF CONCRETE SUBJECTED
TO EXTERNAL SULFATE ATTACK

ZUO Xiaobao1,2,3,SUN Wei1,3
(1. Jiangsu Key Laboratory of Construction Materials, Southeast University, Nanjing 211189; 2. Department of Civil Engineering,
Nanjing University of Science & Technology, Nanjing 210094; of Materials Science and
Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China)

Abstract: Based on Fick’s second law, a nonsteady diffusion equation of sulfate ions, in which chemical reactions depleting sulfate
ions in concrete are considered during diffusion, is presented, and the finite difference is applied for solution of the equation to obtain
the sulfate ion concentration distribution in concrete. Based on the amount of ettringite p