海工混凝土受硫酸盐影响的氯离子扩散规律研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2012年第2期(总第268期)混凝土理论研究Number2in2012(TotalNo．268)ConcreteTHE0RETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2012．02．005海工混凝土受硫酸盐影响的氯离子扩散规律研究刘荣桂，李欢，陈好，李静，崔钊玮(江苏大学土木工程与力学学院，江苏镇江212013)摘要：不考虑阳离子的影响，分析了混凝土中氯离子、硫酸根离子耦合扩散机理。针对海洋环境下混凝土劣化过程以钢筋锈蚀为主的情况，提

2、出与氯离子结合能力和硫酸盐抗压抗蚀系数相关的氯离子扩散模型，并确定了参数的取值范围。通过试验验证，模型计算结果与试验实测结果吻合较好。数据分析结果表明：受硫酸盐影响的混凝土氯离子扩散系数，随时间的延长先减小后增大，随深度的增加而增大；当侵蚀时间足够长时，氯离子扩散系数随深度增加先增大，后减小。关键词：海工混凝土；氯离子扩散系数；结合能力；硫酸盐；抗蚀系数中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2012)02—0018-03Researchtothechloridediffusio

3、nimpactofsulfateofmadneconcreteLIURong-gui，LIHuan，CHENYu，LIJing，CUIZhao—wei(CivilEngineeringandMechanical，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)Abstract：Thecouplingdiffusionmechanismofchlorideandsulfateisanalyzedwithomconsideringtheeffectsofcations．Rein~em

4、entcorrosionisthemai~ydeteriorationprocessofmarineconcrete．Thechloridediffusionmode1aboutchloridebindingcapacityandsulfateresistancecoefficientisestablished．Therangeofmodelparametersisdeterminedbysumminguptheresultsofexistingexperiments．Themodelisverifiedbye

5、xperiments．Theresultsshowthatthechloridediffusioncoefficientimpactedbysulfatedecreasesatfirstandthenincreaseswiththetimeandincreaseswiththedepth．Iftheerodedtimeenoughlong．thechloridediffusioncoefficientwouldincreasedatfirstandthendecreasedwiththedepth．Keywor

6、ds：marineconcrete；chloridediffusioncoefficient；bindingcapacity；sulfate；sulfateresistancecoefficient还将影响结构的承载力。金祖权等t4]已经通过试验证实，氯离子0引言结合能力随硫酸根离子浓度增大而减dx；Mmg-huaZhang等_日也氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀是海工混凝土结构最常见的通过试验研究得到硫酸盐侵蚀初期，混凝土抗压强度增大的结论。耐久性问题之一。国内外专家学者通过不同的试验条件来模拟基于以上分析，本研究通

7、过氯离子结合能力和抗压抗蚀系浪溅、盐雾、潮汐和水下等侵蚀环境，对氯离子的侵蚀扩散问题数来描述耦合侵蚀作用，建立硫酸盐环境下氯离子扩散模型。进行了大量研究。但在海洋环境下，海水中不仅含有大量氯盐，还含有丰富的钠、钾、铵等硫酸盐【1]，硫酸盐的侵蚀主要是与混1模型的建立凝土材料发生物理结晶和化学结晶反应，产生内应力使保护层1．1理论模型剥落，加速钢筋锈蚀。有学者对已有的港口结构调查发现，大提出限定条件如下：①物体均匀，各向同性；②结构未开裂。多数桥面梁的保护层都有不同程度的剥落，这将严重影响结构以Fick第二定律为

8、基础，结合Mohammedr~提出的与氯离子结的耐久性。合能力相关的氯离子扩散模型，建立理论模型如下：当氯离子和硫酸根离子共存时，氯离子的渗透速度大于硫酸OcDc根离子，部分先行渗入与钙离子结合嘲；由于水泥石中的水化铝(1十Rc1)×a酸钙易于与硫酸盐反应，因此硫酸根离子渗入后，立即与剩下的e(x，0)=0，c(0，t)==c。(1)钙离子作用生成二水石膏，二水石膏继续反应生成钙矾石，