非饱和状态下带裂缝混凝土中氯离子扩散研究.pdf

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1、2017年第5期（总第331期）混凝土理论研究Number5in2017（TotalNo.331）ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10.3969/j.issn.1002-3550.2017.05.006非饱和状态下带裂缝混凝土中氯离子扩散研究张希瑾1，田稳苓1，王浩宇2，卿龙邦1（1.河北工业大学土木与交通学院，天津300401；2.天津住宅集团建设工程总承包有限公司，天津300070）摘要：氯离子扩散作用是引起钢筋锈蚀的重要因素之一，裂缝的存在加快了混凝土中的氯离子扩散过程，降

2、低了混凝土结构的耐久性。对带裂缝混凝土试件进行了干湿循环试验，并运用ANSYS软件对氯离子扩散过程进行了模拟，其结果与试验数据吻合良好。相对于饱和状态，非饱和状态对混凝土中氯离子的扩散过程影响更为显著，研究结果可以为准确预测混凝土结构的服役寿命提供相应依据。关键词：非饱和状态；带裂缝混凝土；氯离子扩散；数值模拟中图分类号：TU528.01文献标志码：A文章编号：1002-3550（2017）05-0019-05StudyonchIorideiondiffusionofconcretewithcracksinu

3、nsaturatedstateZHANGXijin1，TIANWenling1，WANGHaoyu2，QINGLongbang1（1.SchoolofCivilandTransportationEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300401，China；2.TianjinHousingGroupConstructionEngineeringGeneralContraction，Tianjin300070，China）Abstract:Thechlor

4、ideiondiffusionisoneoftheimportantfactorswhichcausesteelcorrosion，andcracksacceleratetheprocessofchloridediffusioninconcrete，reducingthedurabilityofconcretestructure.Thedry-wetcycletestsonconcretespecimenwithcracksareconducted，simulatingthechlorideiondiffus

5、ionprocessbyusingANSYS，andtheresultsareingrateagreementwiththosedataobtainedinthetests.Comparedwithsaturationstate，influenceofunsaturatedstateonchlorideiondiffusioninconcreteismoresignificant，andtheresultscanlaythecorrespondingfoundationofaccuratelypredicti

6、ngtheservicelifeofconcretestructure.Keywords:unsaturatedstate；concretewithcracks；chlorideiondiffusion；numericalsimulation土的渗透性，由此引起的耐久性问题将会对混凝土结构的0引言失效概率及使用寿命等产生不利影响。陈树鑫等[11]用有限在氯盐环境中，有害介质在干湿交替区域内的侵蚀非元模拟海水干湿交替作用下在损伤混凝土氯离子的迁移常严重，是影响混凝土结构耐久性设计的关键[1]。非饱和状过程。态下

7、氯离子在混凝土孔隙中不但存在扩散现象，而且还存进行非饱和状态下带裂缝混凝土氯离子扩散作用的研在随孔隙液的渗透而产生的对流现象[2]。混凝土服役期间，究具有十分重要的现实意义，尤其是对于处在浪贱区带裂不可避免地产生裂缝，其形成可以改变混凝土结构渗透性。缝工作的混凝土桥梁结构，而目前关于此方面的研究尚处因此，在非饱和状态下，带裂缝混凝土结构中，氯离子的扩于起步阶段。笔者采用弯曲加载装置制备带裂缝混凝土试散机理十分复杂。件，开展带裂缝混凝土试件的氯离子扩散干湿循环试验，并目前，对于混凝土中氯离子扩散过程的研究，研究

8、学者进行非饱和状态下氯离子的扩散方程及数值模拟研究。正逐步从饱和状态转向非饱和状态。相关研究结果表明[3-4]：1干湿循环试验干湿循环过程使混凝土表面的氯离子产生了聚集，加快了氯离子的扩散速度。金良伟等[5]发现对流影响深度介于1.1试验原材料及配合比5~20mm之间，主要受材料性能和环境边界条件的影响。采用北京市金隅琉璃河水泥有限公司生产的P·O42.5级陈正等[6]分析了混凝土中氯离子扩散和分布