氯离子在混凝土管桩中的扩散规律

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1、学兔兔www.xuetutu.com第35卷第4期JournalofCivil．Architectural&EnvironmentalEngineering土木建筑与环境工程V01．35No．42013年8月Aug．2013doi：10．11835／j．issn．1674—4764．2013．04．012氯离子在混凝土管桩中的扩散规律李镜培，杨博，岳著文(同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室；地下建筑与工程系上海200092)摘要：混凝土管桩在海工环境中广泛使用，管桩内表面为封闭面，外壁常常暴露于氯盐环境中。根据菲克第二定律和管桩的边界条件，采用分离变量法，得到氯离子扩散方程的

2、解析解。该解析解包含稳态解和瞬态解2部分，而稳态解由贝塞尔函数构成，与基于半无限体边界条件的传统解不同。采用该解答计算PHC管桩氯离子扩散，探讨内外半径之比、扩散系数以及钢筋保护层厚度对氯离子扩散的影响。当内外半径之比a／b为1．5时，瞬态解的次要部分衰减速率比主要部分约大4倍。关键词：混凝土管桩；氯离子扩散；贝塞尔函数；耐久性中图分类号：TU528文献标志码：A文章编号：1674—4764(2013)04—0079—05DiffusionBehaviorofChlorideIonsinConcretePipePilesLidingpei，YangBo，YueZhuwen(Key

3、LaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringoftheMinistryofEducationDepartmentofGeotechnicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，P．R．China)Abstract：Concretepipepiles，whoseinternalsurfaceisusuallyclosedandexternaloneisexposedtochlorideenvironment，arewidelyusedinmarineenvironment．Ba

4、sedonFicksecondlawandtheboundaryconditionofpipepile，theanalyticalsolutiontochloridediffusionequationwasdeducedwiththemethodofseparationofvariables．Thesolutioncomprisestwoparts：astationarysolutionconsistingofBesselfunctions，andatransientsolution．ThisiSdifferentfromthetraditionalanalyticalsolut

5、ionthatiSbasedonsemi—infiniteboundarycondition．ApplyingthisresulttoatypicalPHCpipepile，thediffusionofchlorideconcentrationwasanalyzed．Furthermore，theeffectsoftheratioofouterradiusandinnerradius。diffusioncoefficientandprotectiveconcretecoverthicknessondiffusionofchlorideconcentrationwerealsodi

6、scussed．Whentheratioofouterradiusandinnerradiusequals1．5，thedecayrateofsecondarysegmentoftransientsolutionis4timeslargerthanthatoftheprimarypart．Thisexampleprovidesacomputationalbasisforthecorrosionofsteelbarandsomereferencefordurabilitydesignofpipepilesaswel1．Keywords：concretepipepiles；chlor

7、idediffusion；Besselfunctions；durability氯离子通过混凝土内部的孔隙和微裂缝从周围临界浓度时，钢筋发生腐蚀。模拟氯离子侵入混凝环境向混凝土内部传递，到达混凝土与钢筋的界面，土的主要方法是以Fiek第二定律为基础的扩散法。并逐渐累积，使钢筋表面氯离子浓度逐渐增大，达到Collepardi等采用Laplace变换法得到了严格限收稿日期：2012—07—30基金项目：国家自然科学基金(51178341)作者简介：李镜培(1963一)，男，教授，博士生