混凝土碳化开裂时的钢筋锈胀力数值模拟研究

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。