考虑界面区效应的混凝土中氯离子传输特性研究.pdf

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1、2017年第9期（总第335期）混凝土理论研究Number9in2017（TotalNo.335）ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10.3969/j.issn.1002-3550.2017.09.001考虑界面区效应的混凝土中氯离子传输特性研究余蔚，田野，金贤玉，金南国（浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310058）摘要：混凝土是一种多相复合材料，其中砂浆、骨料、界面过渡区（ITZ）都对氯离子传输有着重要影响。分别通过电子探针线扫描和面扫描技术，对ITZ宽度进行了测量，并获得混凝土断面氯离子精确浓度分布。基于并联传输模型，通过试验测得ITZ中氯离子扩散系数。建

2、立数值模型对氯离子传输过程进行了模拟，并通过与电子探针面扫描结果对比，验证了模型的可靠性。结果表明，将混凝土考虑成三相复合结构，数值模型更接近氯离子的真实传输过程。关键词：混凝土；氯离子；细观结构；电子探针中图分类号：TU528.01文献标志码：A文章编号：1002-3550（2017）09-0001-05ResearchonthetransportpropertiesofchlorideionsinconcreteconsideringtheeffectofinterfacialtransitionzoneYUWei，TIANYe，JINXianyu，JINNanguo（College

3、ofCivilEngineeringandArchitecture，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China）Abstract:Concreteisamultiphasecompositematerial，inwhichthemortar，aggregateandinterfacialtransitionzone（ITZ）haveimportantinfluenceonthechlorideiontransport.TheITZwidthwasmeasuredandtheexactconcentrationdistributionofchloride

4、ioninconcretesectionwasobtainedthroughelectronprobeanalysis.Basedontheparalleltransmissionmodel，thediffusioncoefficientofchlorideioninITZwasdeterminedfromexperiment.BasedonthemeasuredITZparameters，anumericalmodelwasestablishedtosimulatethechlorideiontransferprocessandthereliabilityofthemodelwasve

5、rifiedbycomparingthenumericalsimulationwiththesurfacescanningresultscollectedfromtheelectronprobe.Thetestresultsshowthatiftheconcreteistakenasathree-phasecomposites，thenumericalmodelcanreflecttherealtransmissionprocessofchlorideionmoreaccurately.Keywords:concrete；chlorideions；microscopicscale；ele

6、ctronprobe和曲折效应降低了氯离子的扩散系数；界面区效应和逾渗0引言效应提高氯离子的扩散系数。Yang等[5]研究发现，逾渗效目前，在混凝土耐久性研究中，国内外学者多采用应对氯离子的传输影响较小。Collepardi[1]提出的Fick第二定律来研究混凝土中氯离子很多测试结果和试验均表明，混凝土中骨料附近的微传输过程。Fick定律将混凝土考虑成一种理想的匀质材观结构不同于水泥浆体和基体[6-7]。骨料周围这种特殊的结料，而在细观尺度上混凝土通常并不符合均匀材质的假设。构称之为界面过渡区（ITZ）。目前，普遍认为界面区形成的虽然有很多学者对氯离子的传输模型进行了修正，改进并原因是边

7、界效应以及泛浆所致水积聚于骨料周围[8]，在ITZ提出了众多的数学模型，如：Mangat[2]模型、Amey[3]模型、内生成大量疏松多孔的钙矾石结晶，导致界面区的孔隙Kassir[4]模型等，但是这些传输模型很多是就其中的某一两率、水灰比远高于远离骨料区域的水泥基体。ITZ这种特殊个问题进行探讨研究，导致众多的数学模型也存在着相应结构对混凝土的力学性能[9-10]以及传输性能[11-12]均有显著的缺陷和不足。影响。实际上，混凝土