多因素作用下混凝土中氯离子扩散计算新方法

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1、学兔兔www.xuetutu.com第16卷第5期建筑材料学报Vo1．16，No．52013年1O月JOURNALOFBUILDINGMATERIALS0ct．，2O13文章编号：1007—9629(2013)05—0777—05多因素作用下混凝土中氯离子扩散计算新方法刘均利，方志(1．湖南大学土木工程学院，湖南长沙410082；2．桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室，广西桂林541004)摘要：为改善现有氯离子扩散理论模型不能考虑计算期内大气温度、大气湿度随时间变化的不足，在Fick第二定律基础上，提出了一个计算氯离子在混凝土中扩散的新方法．该方法不但能考虑水灰比、龄期、温

2、度、湿度、混凝土与氯离子结合能力的影响，而且能考虑混凝土结构服役期内大气温度和大气湿度的时变效应．通过与理论模型和有限差分法计算结果的对比，验证了该方法的正确性和有效性．关键词：混凝土；氯离子；扩散系数；气候变化中图分类号：TU528．01文献标志码：Adoi：10．3969／．]．issn．1007—9629．2013．05．007NewMethodtoCalculateChlorideIonDiffusioninConcreteunderInfluencesofMultipleDurabilityFactorsLJun—li，FANGZhi(1．SchoolofCivilEng

3、ineering，HunanUniversity，Changsha410082，China；2．GuangxiKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering，GuilinUniversityofTechnology，Guilin541004，China)Abstract：Existinganalyticalchlorideiondiffusionmode1cannotbeusedtoconsiderthetime—invitationeffectoftemperatureandrelativehumidityincompu

4、tationperiod．BasedontheFick’Ssecondlaw，anewmethodtocalculatechlorideiondiffusivitywasestablished。whichconsidersnotonlytheinfluencesofwa—ter—cementratio，timeandchlorideionbindingcapacityofconcrete，butalsoconsidersthetime—varianteffectoftemperatureandhumidity．Thevalidityofthenewmodelwasverifiedt

5、hroughthecomparisonofresultsbetweentheproposedmethodandtheexistinganalytic／numericalmode1．TheapplicationscopeofthismethodiSwiderthanthatoftheanalyticaldiffusionmode1．Keywords：concrete；chlorideion；diffusioncoefficient；climatechange氯离子侵蚀是混凝土结构发生耐久性破坏的主Collepardi等采用Fick第二定律得出了氯离子扩要因素之一．计算氯离子在混凝土中

6、的扩散主要有散的解析解，但由于扩散系数D是一个随时间变化数值计算方法和解析方法．数值计算方法能模拟各的函数，Collepardi模型与实际工程误差较大；余红种边界条件和影响因素，结果精确，但需要编程，计发等[2在Fick第二定律基础上，提出了综合考虑算量大，不便于工程应用．描述氯离子扩散的偏微分氯离子结合能力、氯离子扩散系数随龄期衰减和结方程求解较为复杂，目前已有不同边界条件、扩散系构微缺陷影响的混凝土中氯离子扩散方程；孟宪强数的不同时变规律和不同结构体型的理论解，如等『6综合考虑了影响氯离子扩散系数的时间效应、收稿日期：2012-06—08；修订日期：2012—07—25基金项目

7、：国家自然科学基金资助项目(51278182)；广西科技开发计划项目(桂科攻1355008—9，桂科攻0816006—4)；广西重点实验室建设基金项目(11-CX一05)第一作者：刘均利(1978一)，男，山东泰安人，湖南大学博士生．E—mail：pcbridge9698@gmail．corn通信作者：方志(1963一)，男，湖北黄冈人，湖南大学教授，博士生导师，博士．E—mail：zackfang@163．com学兔兔www.xuetutu.com778建筑材料学报