海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)中氯離子的侵入機(jī)理與分布發(fā)展.pdf

1、在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最經(jīng)常觀察到的惡化機(jī)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(fèi)用，針對耐久性設(shè)計的許多觀點(diǎn)在近幾年內(nèi)已經(jīng)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(kuò)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(jié)構(gòu)構(gòu)件的服役壽命，依據(jù)擴(kuò)散公式可能說是合理的。然而事實(shí)上，大量鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(yù)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(jī)理的作用，比如毛細(xì)吸收、擴(kuò)散和對流。在氯離子侵入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的過程中，氯離子的擴(kuò)散性能很大程度上也依賴于混凝土內(nèi)的濕度(含水量)、養(yǎng)護(hù)制度和環(huán)境條件。針對以上問題，研究內(nèi)容和相關(guān)結(jié)論如下：
　　 1.針對毛細(xì)吸收作用，擴(kuò)散作用和對流作用為主導(dǎo)因素展開試驗(yàn)，研究在各侵入方式為主導(dǎo)的情況下的氯

3、離子侵入情況及變化規(guī)律。通過試驗(yàn)表明毛細(xì)吸收作用是水和鹽溶液侵入混凝土內(nèi)最強(qiáng)有力的傳輸機(jī)理，如果混凝土的表面接觸鹽水達(dá)到一定的深度，幾乎所有的孔隙都會在很短的時間內(nèi)被充滿。通過這種方式在7天后，混凝土的相對含水量達(dá)到了88.6-96.7％，氯離子可以在1-2周的時間內(nèi)侵入到20mm深度處，要進(jìn)入混凝土內(nèi)更深的區(qū)域則是通過緩慢的擴(kuò)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(jīng)侵入到混凝土內(nèi)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(xì)吸收的影響，試驗(yàn)結(jié)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(xì)吸收系數(shù)越高，從而導(dǎo)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(kuò)散系數(shù)的影響，測得實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散室試驗(yàn)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行對比。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)齡期為28天的試樣其氯離子擴(kuò)散系數(shù)為齡期112天試樣的1.6-4倍，適當(dāng)?shù)?/p>

5、養(yǎng)護(hù)條件和足夠長的養(yǎng)護(hù)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(xì)孔隙，因此單位時間內(nèi)它將會吸收更少的氯鹽溶液。相比較于在穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散室試驗(yàn)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(kuò)散系數(shù)是更貼近于在孔溶液中的擴(kuò)散系數(shù)。
　　 4.對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與暴露環(huán)境下氯離子的侵入量進(jìn)行結(jié)合性對比研究。結(jié)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(shí)驗(yàn)室內(nèi)鹽溶液