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硫酸盐在我国广泛分布于海洋、盐湖、地下水及盐碱地等。硫酸盐侵蚀是引起混凝土耐久性损伤的环境因素之一。在硫酸盐环境下,硫酸根离子的侵蚀深度和浓度分布及混凝土膨胀应变应力是预测混凝土受硫酸盐侵蚀程度的重要因素。开展混凝土抗硫酸盐耐久性损伤研究对提高工程中混凝土结构设计的安全性及预测其使用寿命具有重要的理论意义和应用价值。本文围绕硫酸盐侵蚀混凝土耐久性问题,对硫酸盐侵蚀混凝土机理和硫酸根离子损伤扩散模型深入研究,主要内容及结论如下:通过文献调研,介绍了国内外混凝土结构耐久性及硫酸盐侵蚀损伤扩散模型研究进展。分析了硫酸盐侵蚀混凝土劣化机理及钙矾石生长导致的膨胀应力应变过程。基于Fick第二定律,考虑硫酸盐扩散和动力学反应,构建硫酸根离子扩散反应模型,其中,从微观角度引入曲折度和损伤度来修正损伤后扩散系数,得到损伤后的硫酸根离子扩散系数表达式。根据有限差分法,应用Crank-Niconlson差分格式建立一维扩散反应方程的有限差分模型,通过matlab编程来求解该微分方程,分析不同侵蚀浓度和不同曲折度对扩散规律的影响。并应用交替方向隐格式(ADI)建立二维扩散反应方程的有限差分模型,对硫酸根离子浓度分布及损伤的影响。结果表明:(1)随着侵蚀溶液浓度的增加,硫酸根离子进入混凝土内部的驱使力增大,使得混凝土中硫酸根离子含量增加,其侵蚀厚度增大,有效承载面减小,宏观表现为强度劣化和变形较大。(2)随着侵蚀时间和浓度的增大,损伤模型的扩散深度增大幅度增大,由于硫酸盐侵蚀初期,膨胀性产物对孔隙有填充作用,使得离子扩散减慢,随着反应的进行混凝土内部产生裂缝,损伤效应加速硫酸根离子的扩散,在钙铝酸盐充足的情况下,扩散反应与损伤相互促进。(3)曲折度和孔隙率是硫酸根离子在混凝土结构中扩散的重要影响因素,曲折度越大,表明传输路径越复杂,硫酸根离子扩散受到阻碍,扩散速率减慢,扩散深度减小。(4)随着侵蚀溶液浓度的增加二维交互作用增强;随着试件扩散深度的增加硫酸根离子扩散的二维交互作用反而减小;硫酸根离子的二维交互作用对混凝土侵蚀损伤起到促进作用。