混凝土中氯離子傳輸機(jī)理研究.pdf

1、氯離子侵蝕是混凝土中鋼筋銹蝕的起源，氯離子在混凝土中的傳輸機(jī)理一直是國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者關(guān)注的焦點。全面掌握氯離子在混凝土中的遷移規(guī)律，完善現(xiàn)有計算模型，有助于更好地預(yù)測結(jié)構(gòu)的服役壽命。本文依托國家自然科學(xué)基金重點課題——“海底隧道工程劣化機(jī)理與防護(hù)技術(shù)研究”(50739001)、青島地鐵科研課題招標(biāo)項目“青島地鐵高性能襯砌混凝土研究”等，以研究氯離子在混凝土中傳輸機(jī)理為中心，就“混凝土中濕度場對氯離子傳輸機(jī)理的影響”以及“對流與擴(kuò)散耦合作用

2、下氯離子傳輸機(jī)理”兩個切入點進(jìn)行研究探討，具體內(nèi)容如下:
　　 (1)混凝土內(nèi)部濕度場是影響混凝土中氯離子擴(kuò)散系數(shù)的重要因素，在實際的工程中，結(jié)構(gòu)往往處于非飽和狀態(tài)，但現(xiàn)有氯離子擴(kuò)散系數(shù)計算模型多是以假設(shè)試件內(nèi)部處于飽和狀態(tài)而建立起來的，這樣計算出來的結(jié)果往往與實際結(jié)構(gòu)存在偏差。本文通過試驗方案設(shè)計，在密封箱中利用飽和鹽作為濕度控制劑，研究了氯離子在不同濕度環(huán)境下以及混凝土內(nèi)部不同濕度場下的傳輸規(guī)律。試驗研究表明:①氯離子在較高

3、的濕度場條件下，能夠較容易從高濃度地方向低濃度地方擴(kuò)散，濕度場越低擴(kuò)散越不容易發(fā)生。當(dāng)濕度場低于75％時，擴(kuò)散發(fā)生比較困難;當(dāng)濕度場低于50％時，擴(kuò)散發(fā)生很困難，在這種情況下試件中基本無氯離子遷移。②外界環(huán)境中的濕度低于混凝土內(nèi)部濕度場時，混凝土內(nèi)部水分由內(nèi)而外向著低濕度方向遷移，氯離子隨水分移動并在試件淺層累積，外界環(huán)境濕度越低累積量越大。
　　 (2)氯離子在混凝土中的傳輸方式并不是單一的，往往是多種傳輸方式共同作用的結(jié)果。

4、本文基于干濕循環(huán)作用，通過方案設(shè)計，研究對流與擴(kuò)散耦合作用下氯離子傳輸機(jī)理，同時將氯離子的自由擴(kuò)散試驗作為對比試驗。試驗研究表明:①水灰比越大，氯離子越容易隨著孔隙水向混凝土內(nèi)部侵入，在對流作用下，氯離子也越容易向試件表層回遷。②在對流與擴(kuò)散耦合作用下，對流與擴(kuò)散各自傳輸方式的強弱與孔隙水的飽和程度有關(guān)，飽和程度越低外界水分越容易進(jìn)入混凝土，這時擴(kuò)散作用越弱而對流作用則越強。③隨著試件吸水時間的延長，對流作用使得氯離子向試件表層遷移并在