二維擴(kuò)散下混凝土中氯離子積聚量研究.pdf

1、氯離子的侵入是影響廣西沿?；炷两Y(jié)構(gòu)使用壽命的主要因素，當(dāng)鋼筋周圍混凝土孔隙液中游離氯離子濃度達(dá)到某一臨界值時(shí)，就會(huì)破壞鋼筋表面的鈍化膜，從而引起鋼筋腐蝕，承載力降低。過(guò)去的理論和試驗(yàn)研究大多數(shù)是在一維狀態(tài)下進(jìn)行的，而實(shí)際混凝土工程中的氯離子對(duì)混凝土的侵蝕并不僅僅是在一維狀態(tài)下，在邊角部位的結(jié)構(gòu)(如梁、柱)，氯離子侵蝕是二維、三維狀態(tài)下的，并且在實(shí)際情況下，邊角混凝土往往最先遭受腐蝕。因此研究在二維擴(kuò)散條件下混凝土中氯離子的積聚量對(duì)于混

2、凝土結(jié)構(gòu)耐久性有著重要的意義。本文對(duì)氯離子在混凝土試件中的積聚量進(jìn)行了試驗(yàn)研究和有限元模擬，具體研究?jī)?nèi)容如下： 1.根據(jù)綜合機(jī)制作用下氯離子一維擴(kuò)散遷移模型，推導(dǎo)出多種因素作用下氯離子的二維擴(kuò)散模型。 2.將混凝土試件浸泡在五種不同濃度的海鹽溶液中，測(cè)試距試件側(cè)面20mm，40mm，60mm，深度為2.5mm～27.5mm，每隔5mm。經(jīng)分析與研究發(fā)現(xiàn)：氯離子含量與侵蝕深度存在自然對(duì)數(shù)的衰減關(guān)系；氯離子含量隨侵蝕時(shí)間的增

3、加而增加，與時(shí)間呈冪函數(shù)關(guān)系；氯離子濃度在距離混凝土試件側(cè)面20mm處濃度較高，距側(cè)面40mm與60mm處相差不大，原因是浸泡時(shí)間不夠長(zhǎng)，對(duì)這兩個(gè)位置的影響沒(méi)有區(qū)分開(kāi)；試件內(nèi)部的氯離子濃度隨浸泡液濃度的增加而增加。 3.將混凝土試塊浸泡在3.5％濃度的海鹽溶液中，每隔5天取出一個(gè)樣品，持續(xù)80天，測(cè)量結(jié)果表明：采用指數(shù)函數(shù)擬合表面氯離子濃度與時(shí)間的關(guān)系比用冪函數(shù)好，根據(jù)其他文獻(xiàn)，后期增長(zhǎng)較慢；所以作者推測(cè)氯離子濃度早期與時(shí)間成指

4、數(shù)函數(shù)關(guān)系，后期向冪函數(shù)曲線發(fā)展。 4.將混凝土試件浸泡在3.5％濃度的海鹽溶液中，在不同電壓、不同持續(xù)時(shí)間下進(jìn)行氯離子的加速擴(kuò)散。擬合分析表明：氯離子濃度與侵蝕時(shí)間同自然擴(kuò)散相同，與時(shí)間成冪函數(shù)關(guān)系；表面氯離子濃度隨電壓增加而增加，原因是：電壓提高，離子運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力提高，離子運(yùn)動(dòng)加快，電流增加，電阻減小。 5.采用pdetool進(jìn)行有限元模擬混凝土中氯離子的二維擴(kuò)散過(guò)程，從整個(gè)氯離子擴(kuò)散過(guò)程發(fā)現(xiàn)：氯離子從混凝土邊緣向內(nèi)