水工混凝土氯离子侵蚀模拟的相似性研究

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1、第44卷第20期人民长江Vo1．44，No．202013年10月YangtzeRiver0ct．．20I3文章编号：1001—4179(2013)20—0046—04水工混凝土氯离子侵蚀模拟的相似性研究高延红，庄华夏，李西宗2，伍亚玲，刘如泰(1．浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州310014；2．浙江省温州市温瑞塘河水系管理局，浙江温州325000)摘要：以典型海洋环境下温州市瓯江口一座既有水闸为背景，分析了处于潮差区的闸墩混凝土氯离子侵蚀参数，将其与室内模拟加速试验结果相比较，研究在人工气候环境下水工混凝土氯离子侵蚀参数的相似性。根据测定的混凝土不同深度处自由氯离子浓

2、度，分析了既有闸墩混凝土的对流区厚度、氯离子浓度峰值，计算了混凝土的氯离子扩散系数；对比分析了人工气候环境与模拟环境中主要参数的相似性。分析结果表明，人工气候环境侵蚀试验中，氯离子对流区厚度和混凝土扩散系数等重要参数与自然环境下的侵蚀有相似规律。关键词：氯离子；模拟试验；相似性；水工混凝土；海洋环境中图法分类号：TV431文献标志码：A混凝土耐久性研究的常用试验方法包括真实试验室内模拟海洋环境下水工混凝土氯盐侵蚀的耐久性试法和模拟试验法。真实试验法是对现场真实环境中的验设计提供参考。结构构件进行试验，它包括现场检测试验、暴露试验和1海洋环境下水工混凝土氯离子侵蚀参数替换构

3、件试验等。模拟试验法是采用各种人工的方法对钢筋混凝土构件进行耐久性性能的加速退化，当达1．1工程概况与混凝土取样到所需的退化程度后，即可进行耐久性试验⋯。模拟取样位置位于温州龙湾扶贫开发区瓯江口的临海试验法为相似理论的运用，但目前的模拟试验大多是水闸，距河流的人海口为1km，1998年4月建成投入根据经验方法设计，缺乏相应的理论指导¨。实际运行。该闸的特点是过闸水体化学污染严重，水体及上，自然海洋环境下的混凝土结构，不仅承受氯盐侵河床土体均变黑，主要是由于开发区内皮革、铁钉厂蚀，还受潮水冲刷和荷载作用等其它因素的影响，室内(作坊)排出大量污水所致。水闸为1孔，净宽5．0m

4、，试验是很难模拟这些自然环境因素共同作用下的氯离钢闸门；设计过流流量为50．2m／s，闸底板高程(吴子侵蚀过程。因此，分析已有混凝土构件的氯离淞高程)1．48m。总体来看，混凝土情况尚好，过水潮子侵蚀特征、侵蚀参数及抗侵蚀性能等，是自然海洋环差区有骨料外露，见图1。境下混凝土结构耐久性研究的重要手段。2012年12月取得该水闸闸墩混凝土芯样10个。本文以浙江省温州市瓯江口一座处于海洋环境下取样位置均在闸墩下部，以闸门槽为界，上、下游各取的既有水闸为背景，研究了处于潮差区的闸墩混凝土5个芯样；高度距离闸底板77～180cm。混凝土芯样氯离子侵蚀参数，在取得该水闸闸墩不同深度

5、处混凝直径6cm，长度为1O一20cm不等。取得芯样的位置土样品的自由氯离子浓度基础上，分析了运行15a的见图2，其中部分芯样的表面冲刷剥蚀严重、骨料外闸墩混凝土氯离子侵蚀的对流区厚度、峰值氯离子浓露。度和氯离子浓度分布类型等，并计算了该闸墩混凝土根据该水闸的施工竣工验收资料，此水闸闸墩混的扩散系数。根据人工气候干湿循环环境下的模拟试凝土的配合比为：水泥：水：砂：骨料=1．00：0．53：2．00验结果，研究了侵蚀参数的相似性。研究结论可为在：3．88。本文参考文献[5]的方法，对所取得的闸墩混收稿日期：2013—03—16；修回日期：2013—04—28基金项目：国家自

6、然科学基金项目(5129181，50879079)作者简介：高延红，女，副教授，硕士，主要从事混凝土耐久性方面的研究。E—mail：zhonggaoyun@sina·tom第20期高延红，等：水工混凝土氯离子侵蚀模拟的相似性研究47凝土水灰比进行推定。根据推定结果，上游3号芯样两组混凝土分别为：水泥：水=1．00：0．57，水泥-水=1．00：0．53。下游4号芯样两组混凝土分别为：水泥：水=1．00：0．54，水泥：水=1．O0：0．57。取4组混凝土的平均值，则该水闸闸墩混凝土的水灰比为0．56。睫l喽施工竣工验收时的水灰比为0．53，两者较为接近。母皿246810l

7、214l6l82O2224262830：32距离表面深度／m(a)闸门上游246810121．41618202224262830距离表面深度／m图1O既0有临O海混O凝土O水闸工程0OO0O0O(b)闸门下游姗㈣。啪嘞瑚㈣㈣。图3混凝土中自由氯离子浓度下游1．3水工混凝土氯离子侵蚀的主要参数．。。上游混凝土氯离子侵蚀的对流区厚度，一般是指混凝2土中氯离子峰值浓度之前外侧的厚度¨。因此，根一据测定的自由氯离子浓度，可得该水闸闸墩潮差区的—三混凝土氯离子侵蚀的对流区厚度，见表1。——三土三表1闸墩潮差区混凝土氯离子侵蚀对流区厚度m