多重因素下混凝土氯离子扩散CA模型及寿命预测

陈梦成，袁素叶

（华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013）

多重因素下混凝土氯离子扩散CA模型及寿命预测

陈梦成，袁素叶

（华东交通大学土木建筑学院，江西南昌330013）

基于元胞自动机（Cellular Automata，简称CA）原理建立了混凝土中氯离子扩散的多因素耦合CA模型，该模型考虑了时间效应、水灰比、温度、相对湿度、氯离子结合效应、结构微缺陷等多重因素的影响。将多因素耦合的CA模型模拟结果与长期暴露在复杂氯盐环境中的实测值进行对比，氯离子浓度的CA模拟值和实测值吻合良好，且考虑因素越多模拟效果越好，说明利用CA方法描述混凝土中氯离子扩散行为是准确、可靠的。此外研究了各种因素影响下的混凝土耐久性寿命预测。

混凝土；元胞自动机；氯离子扩散；多因素耦合；寿命预测

氯离子侵蚀是导致混凝土结构力学性能逐步劣化的一个重要因素，氯离子入侵到钢筋表面使钢筋脱钝锈蚀，导致结构承载力随时间而降低，直至无法承担原设计荷载。因此，模拟氯盐环境中混凝土结构氯离子分布和预测混凝土中钢筋初锈时间，对混凝土结构设计中增加概念设计或对结构承载力评估及耐久性寿命预测都有十分重大的意义。

近年来，许多学者对氯离子侵蚀导致混凝土耐久性退化进行了研究。文献［1］在传统扩散方程的基础上，建立了荷载-氯盐侵蚀耦合作用下的寿命预测模型。文献［2］针对暴露在侵蚀环境下多因素对氯离子结合效应造成的影响，基于Fick第二定律（Fick Second Law，简称FSL）得出修正后的扩散模型。……