同济大学学报(自然科学版)

作者：李越，阮欣，尹志逸

单位：1.同济大学 土木工程学院，上海 200092;2.上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司，上海 200092

关键词：混凝土,碳化作用,细观数值模拟,扩散路径映射

基金：国家重点研发计划（2018YFB1600100）；国家自然科学基金（51878495，52078367）；上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司科研项目（科CK2019058A）

对碳化作用细观求解方法进行梳理改进，利用传输和反应过程状态变化的路径依赖特点，规避了传统方法大规模矩阵求解，提出了基于扩散路径映射的碳化细观模拟方法。方法基于Dijkstra路径算法对界面层影响进行修正，建立水泥浆体扩散路径算法，得到环境表面到水泥浆体的最短路径网络；通过水泥浆体代理模型，模拟水化反应、碳化反应以及材料孔隙率变化的耦合碳化过程，得到关键指标（氢氧化钙浓度）沿扩散路径的时变分布；最终依据相同的扩散路径长度进行结果映射，实现碳化作用中关键物质浓度随时间空间分布的高效精准预测。通过材料试验对比校验，扩散路径映射方法模拟结果能够准确反应混凝土碳化深度范围；与传统偏微分求解方法对比，扩散路径映射方法能够在细观尺度精准模拟关键物质空间分布情况，且求解效率提升20倍以上，存储空间需求降低为偏微分求解的2%以内。

来源：2023年第1期

《同济大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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