海工混凝土氯离子扩散系数随深度的变化规律

氯离子扩散系数是表征氯离子侵入混凝土内部速率的重要参数.基于混凝土在长期服役过程中内部毛细孔结构的演化结果和电化学理论,推导了介质在真实溶液中的扩散方程.理论计算结果表明,混凝土内部氯离子扩散系数随深度的增加而增大.对工程现场混凝土内部氯离子的浓度进行取样检测,计算得出不同深度氯离子扩散系数的变化规律,与现场检测结果变化规律一致.     

混凝土中钢筋腐蚀的氯离子临界浓度试验研究

用半电池电位法、交流阻抗法、时间电位法判断9种技术条件的混凝土试件中钢筋表面腐蚀状态。测得试件全浸泡情况下钢筋腐蚀时的氯离子浓度大于干湿循环条件下的氯离子浓度。混凝土水胶比对氯离子临界浓度的影响较显著。混凝土中掺入粉煤灰或矿渣粉对氯离子临界浓度基本无影响。     

纤维混凝土氯离子扩散试验研究

以沿海某水闸混凝土耐久性设计为依托,通过试验研究了混凝土的氯离子扩散特性。设计变量包括水泥品种、水灰比和纤维掺量,采用NEL法测定养护龄期28 d的混凝土氯离子扩散系数。试验研究结果表明:海工水泥混凝土的氯离子扩散系数较普通水泥混凝土氯离子扩散系数小;混凝土氯离子扩散系数随着水灰比和纤维掺量的增大而增大。     

曹娥江大闸高性能混凝土抗氯离子渗透性能

针对曹娥江大闸枢纽工程的特点,研究普通混凝土和4种配合比高性能混凝土的抗氯离子渗透性能,并进行混凝土抗氯离子侵蚀机理分析及工程寿命预测。自然浸泡法测得高性能混凝土的氯离子有效扩散系数在0.91×10-12~1.96×10-12m2/s之间,试验结果表明:高性能混凝土的氯离子扩散系数显著小于普通混凝土,具有更好的抗氯离子侵蚀性能,能显著延长工程寿命。     

钢筋锈蚀氯离子临界浓度研究进展

鉴于钢筋锈蚀氯离子临界浓度对钢筋混凝土结构的使用寿命有很大影响,从钢筋锈蚀氯离子临界浓度的表达形式、测试方法、影响因素等方面对国内外氯离子临界浓度的研究进展进行综述,给出了已有研究成果得到的氯离子临界浓度值和有关国家标准中限定的氯离子浓度,提出氯离子临界浓度的影响机理、测试方法、影响因素的耦合作用、计算模型和提高方法等有待进一步研究的问题。     

长江口水域氯离子浓度分布模型及预测模型

对长江口水域冷却水中氯离子浓度的样本数据进行统计分析,建立氯离子浓度分布的数学模型,氯离子浓度近似服从对数正态分布,并对比分析邻近水厂和电厂冷却水中的氯离子浓度,显示两者氯离子的浓度没有显著性差异,为预测全年水中氯离子的浓度提供依据,并给出最小样本容量的选取。     

水工混凝土氯离子侵蚀及扩散系数的随机模型

处于河口感潮环境下的水工混凝土,承受氯盐侵蚀、潮水冲刷等多种自然环境荷载的作用,一般的室内实验很难模拟其真实的侵蚀过程.以钱塘江河口地区环境为研究背景,分析了处于感潮环境下的现有水工混凝土中氯离子侵蚀深度及含量,利用数理统计理论得到了自然环境下氯离子渗透规律;根据实测结果,分析了现有混凝土表面氯离子浓度和初始浓度.在上述分析研究的基础上,用Fick扩散定律分析了感潮环境下混凝土的氯离子扩散系数,研究了其分布类型及随机模型.     

冻融循环下混凝土中氯离子的扩散性

经冻融循环的混凝土试件在3．5％NaCl溶液中浸泡试验结果表明，冻融循环使混凝土中氯离子的含量增加，扩散系数增大，氯离子扩散系数并不是常量，且随时间变化．     

模拟混凝土孔溶液环境下钢纤维腐蚀的临界氯离子浓度

为了探明钢纤维在混凝土中受氯离子腐蚀作用的规律,采用线性极化法,研究了钢纤维浸泡于 ｐＨ值为１２．６混凝土孔溶液中,在氯离子作用下的腐蚀进程。结果表明:在高碱性模拟混凝土孔溶液 中,钢纤维腐蚀的临界氯离子浓度为０．３０ｍｏｌ／Ｌ;钢纤维从钝化状态转变至初始锈蚀状态时,极化电阻、 腐蚀电流密度及腐蚀电位均发生了突变;钢纤维腐蚀的临界氯离子浓度约为钢筋的３倍以上,耐蚀性更 高,而钢纤维在临界状态下的极化电阻和腐蚀电位与钢筋基本相同。     

界面裂纹对混凝土氯离子扩散系数的影响

将混凝土看成是一种由骨料、界面和水泥石基体所组成的三相复合材料,平行界面裂纹位于骨料表面,据此构建出圆形单元细胞模型,并采用推进前沿法尽可能准确地剖分单元细胞,然后应用有限元法获得混凝土氯离子扩散系数的数值解。通过与已有实验结果的比较,初步验证了文中数值方法的有效性,并定量评价了混凝土细观结构对氯离子扩散系数的影响。数值计算表明,混凝土氯离子扩散系数随裂纹张开角、界面厚度的增大而增大,但随着骨料直径的增大而减小,且骨料级配对混凝土氯离子扩散系数有很大的影响。     

混凝土中氯离子二维扩散规律的解析研究

在综合考虑混凝土初始暴露龄期和时变扩散系数的基础上研究氯离子侵入混凝土的时变扩散模型,并据此推导了氯离子二维扩散微分方程的封闭解,分析了混凝土初始暴露龄期、持续暴露时间、时变扩散系数等因素对混凝土中氯离子二维扩散和分布规律的影响。研究并比较了本文与其他文献中的氯离子二维扩散模型,并对这些计算模型的特点和适用性给出说明。     

海水干湿交替区氯离子对混凝土侵入作用的现场检测和分析

为研究海水干湿交替区氯离子对混凝土结构的侵入规律,本文分别对作用时间为4年多和16年多的2个海港码头干湿交替区进行多次现场检测。考虑了混凝土的表层对流区深度,运用Fick第二定律对实测氯离子侵入资料进行拟合,研究了干湿交替区不同高程纯扩散区域的表面氯离子含量和氯离子扩散系数。根据该海区潮汐特征的统计资料计算得到不同高程的海水年浸润时间比例,研究了不同码头海水年浸润时间比例与平均表面氯离子含量和平均扩散系数之间的关系。结果表明,海水年浸润时间比例在0.3～0.5之间时,平均表面氯离子含量和平均氯离子扩散系数都较大,将可能对混凝土结构造成严重的侵蚀。本文引入海水年浸润时间比例,可以将干湿交替条件下的氯离子侵入规律应用到其它海域。     

腐蚀环境中海工混凝土抗氯离子侵蚀性

模拟我国南方沿海浪溅区和水位变动区的海工钢筋混凝土结构物的腐蚀环境，对掺入粉煤灰和矿渣的混凝土抗氯离子侵蚀性进行了试验。结果表明，在水灰比相同的条件下，加掺和料的混凝土抗氯离子侵蚀性高于普通混凝土。     

混凝土结构中氯离子扩散分析的精细积分法

针对混凝土结构中氯离子扩散分析有限元模型存在的问题,为了去除氯离子扩散场半无限大假设及其对计算精度的影响,利用误差函数确定了氯离子扩散场的补偿长度及补偿系数,进而利用精细积分技术研究建立了混凝土中氯离子扩散分析的精细积分有限元法,定义了氯离子扩散矩阵和氯离子分布矩阵,研究了集中分布矩阵和一致分布矩阵对计算结果的影响。算例分析结果表明,该方法计算结果与解析解之间吻合很好,能够有效提高有限元法分析混凝土中氯离子浓度分布和扩散过程的计算精度、计算效率及算法稳定性。     

海工混凝土氯离子分布概率模型分析与应用

在海工混凝土结构中,由于氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀问题十分普遍。为准确判断钢筋初锈时间,预测结构耐久性劣化规律,在现有氯离子扩散模型的基础上,基于蒙特卡罗理论,利用MATLAB软件对钢筋周围氯离子浓度分布进行随机抽样模拟。结果表明一定时间段内（10年、50年、100年）钢筋周围氯离子浓度服从对数正态分布,并提出判断钢筋锈蚀的概率模型,以概率方法判断钢筋锈蚀,其可靠性将大大增加。结合该模型对连云港港区现场服役混凝土构件进行了氯离子含量预测,现场取粉试验结果基本符合该模型分布,其均值吻合较好,并对港区混凝土结构耐久性使用寿命失效概率进行了风险评估。     

大粒径骨料混凝土抗氯离子性能快速实验的电量综合法

在沿海的水利工程中,为降低混凝土温升,防止混凝土裂缝,通常采用大粒径骨料混凝土(最大粒径为40~80mm)。而目前的混凝土抗氯离子性能快速实验方法(电量法和RCM法等),通常限定骨料最大粒径为25mm,这对推广应用大粒径骨料抗氯盐高性能混凝土造成了很大障碍。为解决这一问题,华南理工大学建筑学院在电量综合法的基础上,提出了适用于大粒径骨料混凝土的抗氯离子性能快速实验的电量综合法,并通过实验研究确定了其评价指标。     

圆形截面混凝土中氯离子时变扩散解析模型

为了克服传统常扩散解析模型无法考虑氯离子扩散系数时变特性所存在的缺陷,研究建立了圆形截面混凝土中氯离子时变扩散解析模型。在极坐标系中建立了圆形截面混凝土中氯离子时变扩散的控制方程、边界条件和初始条件,然后通过引入等效扩散时间将氯离子的时变扩散方程转化为常扩散方程,进而结合贝塞尔函数和变量代换法,建立了圆形截面混凝土中氯离子时变扩散的解析模型,并与数值模型和常扩散解析模型进行对比验证。分析结果表明,该解析模型具有较高计算精度和计算效率,不仅可以克服数值模型对空间离散网格和时间步长的依赖性,而且还可以克服常扩散模型由于忽略氯离子扩散系数时变性而高估混凝土中氯离子质量分数所存在的缺陷;圆形截面混凝土中的氯离子质量分数分布介于一维和二维扩散之间,随着圆形截面半径和龄期衰减系数的增大逐渐趋近于一维扩散情况。