矿物掺合料混凝土碳化分析的非线性多场耦合模型

考虑矿物掺合料种类和掺量的影响,结合混凝土中CO2的扩散规律以及可碳化物质的质量守恒定律,以CO2扩散系数、碳化反应速率系数和混凝土中可碳化物质的量为控制参数,研究建立了矿物掺合料混凝土碳化分析的非线性多场耦合模型,并利用试验数据进行了对比验证。首先基于水泥水化、矿物掺合料二次水化以及混凝土碳化的机理,结合Fick第二定律和化学反应平衡方程,建立了矿物掺合料混凝土碳化分析的非线性多场耦合模型;然后考虑温度、相对湿度、水胶比以及矿物掺合料种类和掺量等因素的影响,提出了模型中CO2扩散系数、碳化反应速率系数、可碳化物质的量等控制参数的计算公式;最后利用加速碳化试验数据对比验证了该模型的有效性,并结合混凝土中CO2、可碳化物质和p H值的分布规律,揭示了温度、相对湿度、水胶比、矿物掺合料种类和掺量等因素对混凝土碳化深度的影响规律。