干湿交替下混凝土中水分和多离子耦合传输的数值研究

干湿交替区混凝土结构的耐久性问题非常突出,非饱和混凝土中的氯离子传输在受到水分对流效应主导的同时,由于混凝土孔隙液中始终存在着多种自由离子,异种离子间的电化学耦合效应对氯传输的影响同样不可忽视。本文着重考虑多离子间电化学耦合效应和水分对流效应对氯离子传输的共同影响,建立经第三方实验验证的水分-多离子耦合传输模型。通过数值研究发现,干湿交替下多离子间电化学耦合效应会在孔隙液中产生时变的静电势,并对传输预测造成显著影响,10个干湿循环后考虑多离子传输的氯离子含量可达单一离子传输的1.26倍。同时发现干湿时间比的减小,干湿循环次数的增加,干燥过程水分边界饱和度的减小,三者均会放大电化学耦合效应对氯离子传输的影响。结果表明在干湿交替环境下,若仅考虑单一离子传输会导致对氯离子摄入量的预测偏低,致使混凝土的耐久性设计偏危险。