海洋環(huán)境下混凝土結構中氯離子的侵入機理與分布發(fā)展.pdf

1、在鋼筋混凝土結構中最經常觀察到的惡化機理之一就是氯離子的侵入和隨后的鋼筋銹蝕。為了避免早期的鋼筋銹蝕和高昂的維修費用，針對耐久性設計的許多觀點在近幾年內已經開始發(fā)展。在大部分的規(guī)定和介紹中，氯離子的侵入是基于菲克第二定律來模擬的，如果擴散是唯一的或者至少是氯離子侵入混凝土的主要傳輸方式，那么這種方法幾乎是可行的，那些永久性與海水或者其他鹽溶液接觸的結構構件的服役壽命，依據(jù)擴散公式可能說是合理的。然而事實上，大量鋼筋混凝土結構都是暴露在各

2、種環(huán)境條件下，比如海洋環(huán)境下的浪濺區(qū)和潮汐區(qū)；在冬季臨時接觸含鹽水的環(huán)境。為了預測在大多數(shù)一般條件下的氯離子侵入，仍然有必要考慮不同的傳輸機理的作用，比如毛細吸收、擴散和對流。在氯離子侵入鋼筋混凝土結構的過程中，氯離子的擴散性能很大程度上也依賴于混凝土內的濕度(含水量)、養(yǎng)護制度和環(huán)境條件。針對以上問題，研究內容和相關結論如下：
　　 1.針對毛細吸收作用，擴散作用和對流作用為主導因素展開試驗，研究在各侵入方式為主導的情況下的氯

3、離子侵入情況及變化規(guī)律。通過試驗表明毛細吸收作用是水和鹽溶液侵入混凝土內最強有力的傳輸機理，如果混凝土的表面接觸鹽水達到一定的深度，幾乎所有的孔隙都會在很短的時間內被充滿。通過這種方式在7天后，混凝土的相對含水量達到了88.6-96.7％，氯離子可以在1-2周的時間內侵入到20mm深度處，要進入混凝土內更深的區(qū)域則是通過緩慢的擴散作用。在后續(xù)的干燥時期，侵入的部分氯離子又被對流作用沖刷掉。已經侵入到混凝土內一定深度處的氯離子由于對流作用

4、，可能在長期的持續(xù)干燥下向表面移動。
　　 2.分析混凝土中初始濕度含量對毛細吸收的影響，試驗結果發(fā)現(xiàn)對于相同配合比的混凝土，濕度含量是影響氯離子侵入極其重要的因素，初始濕度含量越低，毛細吸收系數(shù)越高，從而導致侵入的氯離子含量越高。
　　 3.研究齡期與溶液成分對氯離子擴散系數(shù)的影響，測得實驗室環(huán)境下穩(wěn)態(tài)擴散室試驗的氯離子擴散系數(shù)進行對比。試驗發(fā)現(xiàn)齡期為28天的試樣其氯離子擴散系數(shù)為齡期112天試樣的1.6-4倍，適當?shù)?/p>

5、養(yǎng)護條件和足夠長的養(yǎng)護時間對混凝土水化程度的高低有直接作用，充分水化的混凝土存在更少的毛細孔隙，因此單位時間內它將會吸收更少的氯鹽溶液。相比較于在穩(wěn)態(tài)擴散室試驗規(guī)范中用到的飽和氫氧化鈣溶液，使用水泥溶液所測得的氯離子的擴散系數(shù)是更貼近于在孔溶液中的擴散系數(shù)。
　　 4.對實驗室環(huán)境與暴露環(huán)境下氯離子的侵入量進行結合性對比研究。結果表明放置在永久性海水以下的混凝土吸收了最多的氯離子，其次是放在潮汐區(qū)的混凝土，然而放在實驗室內鹽溶液