氯离子在混凝土中的扩散速度

氯离子扩散速度与含氯环境中钢筋混凝土使用寿命关系密切，也是混凝土耐久性研究中的“热点”之一。本文结合作者多年来的研究工作，论述了研究氯离子扩散速度的方法，环境中氯盐浓度，扩散时间与扩散速度的关系，以及氯离子在混凝土和粉煤灰混凝土中扩散的各种影响因素。     

氯离子在混凝土管桩中的扩散规律

混凝土管桩在海工环境中广泛使用,管桩内表面为封闭面,外壁常常暴露于氯盐环境中。根据菲克第二定律和管桩的边界条件,采用分离变量法,得到氯离子扩散方程的解析解。该解析解包含稳态解和瞬态解2部分,而稳态解由贝塞尔函数构成,与基于半无限体边界条件的传统解不同。采用该解答计算PHC管桩氯离子扩散,探讨内外半径之比、扩散系数以及钢筋保护层厚度对氯离子扩散的影响。当内外半径之比a/b为1.5时,瞬态解的次?糠炙ゼ跛俾时戎饕-糠衷即螵?倍。     

混凝土中氯离子扩散有限元分析

通过结合混凝土中氯离子的初始浓度和混凝土表面浓度,将满足Fick第二定律的混凝土中氯离子扩散问题转变成初边值问题,建立了其相应的有限元方程。由于氯离子扩散系数是扩散时间、温度和混凝土材料的函数,因此基于该有限元方程利用欧拉后插法和Newton-Raphson迭代法建立了增量形式的有限元方程,并通过分析具有解析解的一维、二维氯离子扩散问题,说明该增量有限元方程的可行性。在考虑扩散时间、温度、混凝土材料、混凝土表面涂层等多因素前提下,利用该增量有限元方程分析海洋环境下处于浪溅区、盐雾区混凝土的耐久性寿命,说明该增量有限元方程在海工结构耐久性设计中的可行性。     

混凝土中氯离子扩散性能研究

混凝土是当今社会最重要的结构工程材料之一,但由于受外界环境的影响,混凝土的耐久性严重不足,从而造成了混凝土结构的过早破坏。而钢筋锈蚀是导致混凝土结构过早破坏,影响混凝土耐久性的一个重要因素,氯离子侵蚀又是引起钢筋锈蚀的首要因素,因此,本文开展了不同水灰比、粉煤灰掺量和矿渣掺量对混凝土中氯离子扩散性能的研究,探讨氯离子在混凝土中的传输规律。     

水泥基材料中氯离子扩散预测研究

氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性下降的重要原因之一,研究氯离子的扩散规律和预测模型是保证钢筋混凝土结构耐久性的重要方法之一.文章论述了现阶段常用的氯离子扩散预测模型,总结了现有常用模型的优缺点,对预测模型的建立和改进提出了建议.     

混凝土中氯离子扩散方程的解析解

目前多采用Fick第二定律及其数学模型的解析解对混凝土中的氯离子浓度进行分析,现解析解也仅限于一维和二维扩散条件,难以准确预测混凝土中不同时间、不同位置的氯离子集聚和扩散情况.基于Fick第二定律建立的氯离子扩散方程,假定混凝土试件为规则的长方体,把边界条件分为封闭面和暴露面两种,应用分离变量法推导了不同边界条件下,混凝土试块中氯离子三维扩散方程的解析解.并给出了扩散系数为常数、时变函数、以及氯离子扩散方程降为二维、一维时的解析解,最后通过算例进一步证明了本文解析解的正确性.     

混凝土中氯离子扩散性能的深入探讨

氯离子引起的钢筋锈蚀是氯盐侵蚀环境下混凝土结构性能劣化的主要原因。目前,有关氯离子在混凝土中扩散性能的研究绝大多数是以自由氯离子为对象,而对总氯离子在混凝土中扩散性能的研究很少。通过采用自然扩散法对自由氯离子和总氯离子在混凝土中的扩散性能开展研究,探讨水胶比对氯离子扩散性能的影响,考虑氯离子扩散系数的时间依赖性,建立氯离子有效扩散系数与表观扩散系数之间的关系,为更加科学地预测氯盐侵蚀环境下混凝土结构耐久性寿命奠定了基础。     

基于有效介质方程的混凝土氯离子扩散模型及扩散规律分析

氯离子在混凝土内的扩散预测是氯离子环境下混凝土耐久性预测的重点和难点。采用Nernst-Einstein方程改进有效介质(GEM)方程一般式,结合试验数据推导了可以预测不同空隙特征、不同保护层厚度混凝土的氯离子扩散过程方程,分析了混凝土养护龄期,矿物掺合料量,纤维掺加量对氯离子扩散过程方程中扩散指数n的影响规律,结合使用寿命预测模型,以氯离子浓度为控制目标,预测了100年设计寿命时,不同混凝土保护层厚度下的临界混凝土孔隙率要求,当最小保护层厚度为6 cm时,混凝土的孔隙率应控制在8%以下,预测结果基本合理,预测方法为沿海混凝土结构工程的氯离子腐蚀耐久性优化设计提供了参考。     

开裂混凝土内氯离子扩散机理及数值模拟研究

初始损伤和裂缝的存在,为氯离子等侵蚀性介质的扩散提供便捷通道,将进一步加速氯离子的扩散,使钢筋混凝土的腐蚀劣化加剧。总结了带裂缝混凝土中氯离子扩散问题的研究成果,重点介绍试验方法以及裂缝参数等因素对氯离子扩散的影响,归纳带裂缝混凝土中氯离子扩散系数的表达式,最后用数值方法模拟混凝土试块在浓度为100mol/m3的氯化盐溶液中的扩散过程,并为氯离子在开裂混凝土中扩散的研究进行了展望。     

模拟海砂混凝土中氯离子扩散研究

采用3%浓度的NaCl溶液浸泡河砂模拟海砂,选取海砂颗粒周围的凝胶表面作为扫描区域,定量分析了氯离子在砂子近端和远端的含量,结果显示海砂型氯离子存在一个从海砂表面到水泥凝胶的扩散过程,在此基础上提出海砂型氯离子扩散的概念,并结合微观试验结果讨论了扩散过程.     

基于有限域的混凝土中氯离子扩散的解析解

在给定时间内,氯离子在混凝土中的扩散深度是有限的,因而当前基于半无限扩散域的Fick第二定律的解析解存在缺陷.利用等比级数研究建立了氯离子扩散和浓度分布的解析解,建立了氯离子扩散深度的解析表达式,同时也证明了氯离子扩散场计算长度的合理性.算例分析表明,提出的基于有限域的混凝土中氯离子扩散的解析解具有较高的精度,且计算简...     

氯离子在混凝土中的侵蚀模型及验证

基于Maage模型,通过参数定义对Fick定律的不合理假定进行修正,推导了氯离子在混凝土中侵蚀的多因素修正模型,综合考虑了氯离子扩散系数的时随效应、混凝土的氯离子结合能力和混凝土自身缺陷对侵蚀过程的影响。根据对大量数据的分析试算,给出了模型中参数的取值,并借助已有的试验数据对建立的扩散模型进行了验证,取得了较为满意的验证效果。     

氯离子在粉煤灰混凝土中扩散的特性分析

在讨论应用交流阻抗谱方法测量混凝土中氯离子扩散性的基础上，对所观察到的在某些粉煤灰混凝土中氯离子扩散的特有阻抗谱进行了理论分析，并指出这种以双曲正切曲线为特征的阻抗谱是由粉煤灰掺入而导致的有限扩散层所引起的。     

氯离子对硫酸根离子在混凝土中扩散的影响

研究了不同氯离子浓度对硫酸根在混凝土中扩散的影响,以单一硫酸根离子浓度溶液、不同氯离子浓度与硫酸根离子为复合溶液作为侵蚀溶液对混凝土试块进行连续浸泡,采用比浊法对一定龄期的混凝土中的硫酸根离子含量进行测定,结果表明:氯离子的存在并不改变硫酸根在混凝土中的扩散规律,即硫酸根随着侵蚀深度的增加含量逐渐减少;氯盐浓度变化对硫酸根在混凝土中的扩散速度有较大的影响,硫酸根在混凝土中扩散速度随着氯盐浓度的增加而下降。     

氯离子在混凝土中双时变扩散分析研究

氯离子侵蚀是除冰盐环境下混凝土结构耐久性劣化的主要原因。目前多采用Fick第二定律及一维稳态扩散模型对混凝土中的氯离子浓度进行预测与耐久性评价,但分析结果与实际氯离子侵蚀情况存在偏差。为更准确地描述氯离子扩散的时变规律,基于氯离子瞬态扩散理论和非稳态扩散方程,推导出前期时变与后期恒定的氯离子扩散系数模型的修正表观扩散系数公式以及表面氯离子浓度为指数及幂函数模型下的修正解析表达式,并与时变扩散有限元方法结合应用到实桥分析中,解析解与数值分析结果吻合较好,验证修正表观扩散系数与解析公式的正确性以及氯离子时变扩散有限元分析方法的适用性。     

盐雾状态下氯离子在混凝土中扩散规律研究

通过对10根钢筋混凝土粱进行8个月的盐雾府蚀试验,研究了不同条件下氯离子在混凝土中的扩散情况。该研究有助干理解在腐蚀过程中氯离子扩散的规律,为类似环境下混凝土相关设计与保护提供了一定指导。     

粉煤灰高性能混凝土氯离子渗透性研究

通过试验研究不同强度等级C30、C45、C60粉煤灰高性能混凝土的氯离子扩散系数,分别研究不同粉煤灰品质(包括II、I级粉煤灰及10%、20%、30%、40%掺量)情况下粉煤灰高性能混凝土的氯离子扩散系数,并研究了I级粉煤灰掺量为15%不同强度等级引气混凝土的氯离子扩散系数。分析了粉煤灰品质及掺量对混凝土强度及氯离子扩散系数的影响,并与未掺粉煤灰的普通混凝土进行对比。最后根据试验数据回归了粉煤灰高性能混凝土抗压强度与氯离子扩散系数间的对应关系。     

混凝土氯离子扩散数据库(CDBASE)建立

简要分析了混凝土中氯离子扩散对钢筋锈蚀的影响,详细叙述了混凝土氯离子扩散数据库（CDBase)的数据结构及其功能设计,提出了利用模式识别技术来预测氯离子扩散情况的方法,为分析, 研究氯离子环境下钢筋锈蚀情况提供了一个有力的工具。CDBase采用Visual FoxPro6.0编程,在Windows98及其以上的版本下运行。     

氯离子在火灾后混凝土中的扩散模型

研究了火灾后混凝土结构中的氟离子分布及其随时间的扩散机理，建立了相应的数学模型，并采用现有的有关资料对模型的合理性进行验证，分析了该模型参数的灵敏度，从而为火灾后混凝土结构的耐久性评估提供了理论依据．     

荷载裂缝对混凝土氯离子扩散的影响

水泥基材料中介质的传输非常复杂.首先采用施加劈裂荷载方式诱导裂缝,然后采用图像分析技术对裂缝进行表征,利用氯盐溶液自然浸泡法研究表面单个裂缝对混凝土材料中氯离子传输性能的影响,结果表明裂缝的存在加强了氯离子在混凝土中的传输,并且氯离子扩散随着裂缝宽度的增加而增加.