降雨对混凝土中氯离子分布的影响研究

发布时间：2020-06-03 13:07

【摘要】：处在滨海盐雾区的钢筋混凝土结构受到氯离子侵蚀后,会产生耐久性问题。氯离子在混凝土中的传输受到各种因素的影响,其中水分的传输是重要的影响因素之一。降水会影响混凝土的饱和度,引起水分的传输,从而影响混凝土中氯离子的分布。开展降雨对混凝土表层氯离子浓度及内部氯离子传输规律的研究,对混凝土结构的耐久性及安全性具有重要意义。本文利用室内人工降雨装置研究了不同降雨工况对混凝土中氯离子传输的影响,建立了降雨作用下混凝土中氯离子的传输模型,并进行了数值计算;选取滨海盐雾区既有混凝土结构,在结构的典型位置处钻芯取样,分析实际结构在降雨及流水冲刷环境下受氯离子侵蚀的状况。结果表明:(1)降雨时间和降雨强度对混凝土表层氯离子浓度影响显著,降雨时间越长,表面氯离子浓度损失越大,表层氯离子的流失量越多,对流区深度也越大;降雨强度越大,表面氯离子浓度损失越大,表层氯离子流失量越多,但影响深度相同;不同饱和度混凝土氯离子分布特性有所不同,饱和度越低,降雨作用效果越明显,氯离子浓度下降的越快。(2)利用COMSOL有限元软件求解模型,表明降雨作用下氯离子传输模型的计算结果与实验结果变化规律较为一致。(3)降雨时间、降雨强度及饱和度对氯离子结合能力影响显著,降雨时间越长氯离子结合能力越小,强度越大氯离子结合能力越小;氯离子结合能力随着饱和度降低而呈现减小的趋势,但不是无限减小,会趋于稳定值。(4)降雨对混凝土微观形貌影响显著,降雨时间越长,Ca(OH)_2浸出的量越多,孔隙结构劣化越明显,孔隙率越大;在相同降雨作用下饱和度越低,Ca(OH)_2浸出的量越多。降雨可以延缓混凝土中氯离子渗透至钢筋表面的时间,对混凝土结构耐久性的提高有积极的作用。(5)滨海盐雾区实际混凝土结构,桥面板区域混凝土在降雨作用下,混凝土表层氯离子的分布出现了对流区现象;桥墩潮汐区域混凝土,氯离子浓度的不同主要是因为不同水流冲刷强度引起的;通过MIP实验发现,水流冲刷对混凝土孔隙率影响显著,冲刷作用越强,孔隙率越大;同时冲刷也使混凝土孔隙中的氢氧化钙浸出,与降雨的作用效果类似。
【图文】：

盐雾,氯离子侵蚀,桥梁结构

1.2.2 滨海盐雾区环境对混凝土中氯离子传输的影响处在滨海盐雾区的混凝土结构，受到环境中的氯离子不断侵蚀，而滨海盐雾区气候环境因素复杂，氯离子在混凝土结构表面的沉积和向内部的传输，均受到环境因素的影响，如降水、温度、风力风向等。目前国内外关于盐雾区环境因素对氯离子在混凝土中传输影响的研究，大都是在暴露站测试或对沿海桥梁进行氯离子调查研究，定性给出结果，在实验室里相关的研究报道比较少见。Ronaldo 等[24]对巴西一处近海混凝土结构进行了不同部位受氯离子侵蚀状况的研究，发现结构不同朝向面受氯离子侵蚀状况不同，这是由于每个朝向面所处的微气候环境不同造成的；分析北侧墙和南侧墙的氯离子分布状况，发现分布差异较大，主要原因在于风向的作用，结构所处位置盛行东南风向，南侧墙就具有盛行风带来较多的氯离子图 1.1 受盐雾氯离子侵蚀的桥梁结构图 1.2 浙江舟山住宅楼结构钢筋的锈蚀

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1.2.2 滨海盐雾区环境对混凝土中氯离子传输的影响处在滨海盐雾区的混凝土结构，受到环境中的氯离子不断侵蚀，而滨海盐雾区气候环境因素复杂，氯离子在混凝土结构表面的沉积和向内部的传输，均受到环境因素的影响，，如降水、温度、风力风向等。目前国内外关于盐雾区环境因素对氯离子在混凝土中传输影响的研究，大都是在暴露站测试或对沿海桥梁进行氯离子调查研究，定性给出结果，在实验室里相关的研究报道比较少见。Ronaldo 等[24]对巴西一处近海混凝土结构进行了不同部位受氯离子侵蚀状况的研究，发现结构不同朝向面受氯离子侵蚀状况不同，这是由于每个朝向面所处的微气候环境不同造成的；分析北侧墙和南侧墙的氯离子分布状况，发现分布差异较大，主要原因在于风向的作用，结构所处位置盛行东南风向，南侧墙就具有盛行风带来较多的氯离子图 1.1 受盐雾氯离子侵蚀的桥梁结构图 1.2 浙江舟山住宅楼结构钢筋的锈蚀
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】