1.基于微、细观结构参数的混凝土氯离子扩散系数预测方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:构建混凝土中水泥浆体的三维微观结构,并确定所述水泥浆体的孔隙率φp;
所述混凝土包括水泥浆体和集料,且所述水泥浆体和所述集料之间存在界面过渡区;
基于所述水泥浆体的配合比,模拟所述水泥浆体的三维微观结构,并获取所述三维微观结构的孔结构信息,从而获得所述水泥浆体孔隙率φp;
步骤2:根据所述水泥浆体孔隙率计算水泥浆体氯离子扩散系数Dp:根据公式(1)求取水泥浆体氯离子扩散系数Dp,
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Dp/DCl=0.001+0.07φp+H(φp‑0.18)×1.8×(φp‑0.18) (1)
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其中,Dcl:氯离子在水中的扩散系数,单位是m /s,且在25℃时Dcl为2.03×10 m /s;
φp:水泥浆体的孔隙率;H:Heaviside函数,且x>0时,H(x)=1;x≤0时,H(x)=0;
步骤3:基于所述混凝土的细观结构,根据广义自洽模型计算混凝土氯离子扩散系数Dm:2
式中,Va:集料的体积分数;Di:界面过渡区氯离子扩散系数,单位是m/s; 界面过渡区厚度ti与集料颗粒平均半径 的比值,即所述混凝土的细观结构包括水泥浆体相、界面过渡区相和集料相;
所述混凝土的细观结构的参数包括集料的体积分数Va、界面过渡区孔隙率φi、界面过渡区氯离子扩散系数Di、界面过渡区厚度ti和集料颗粒平均半径所述混凝土微观结构的参数包括水泥浆体孔隙率φp;
在所述步骤1中,所述水泥浆体的三维微观结构,可通过HYMOSTRUC3D软件或CEMHYD3D软件得到,并通过所述三维微观结构计算水泥浆体孔隙率φp;
所述步骤3中界面过渡区氯离子扩散系数Di通过以下方法计算:将水泥浆体孔隙率代入公式(3)得到界面过渡区孔隙率φi,再将计算得到的界面过渡区孔隙率φi代入式(4)即可得到所述界面过渡区氯离子扩散系数Di:‑5 w/c
φi/φp=1.49+(2.17×10 ) ×22.99 (3)式中,w/c为所述混凝土的水灰比;
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Di/Dcl=0.001+0.07φi+H(φi‑0.18)×1.8×(φi‑0.18) (4)在所述步骤3中,当水灰比w/c在0.23~0.53之间时,所述界面过渡区厚度ti=20μm。