氯盐侵蚀下钢筋混凝土氯离子扩散系数试验及其概率分析

发布时间：2020-03-07 22:33

【摘要】：为了研究混凝土中氯离子渗透机理及其空间分布对结构锈蚀的影响,利用人工气候环境模拟箱对混凝土试件进行氯盐喷雾试验,研究了自然扩散条件下不同水灰比混凝土试件氯离子扩散规律。基于实测数据,建立了混凝土中氯离子扩散系数随氯盐侵蚀深度及水灰比变化的计算模型。考虑扩散系数以及混凝土强度等参数的空间变异性,基于随机场理论,建立了RC结构锈蚀开始时间的时空可靠度模型。研究结果表明:混凝土中氯离子扩散系数随水灰比提高而提高,氯离子渗透速度随着渗透深度增加而减慢;考虑时空变异性的氯离子侵蚀下结构锈蚀发生概率比不考虑时空变异性下高13.1%~18.5%,基于所提出的动态扩散系数模型的结构锈蚀发生时间比静态扩散系数时要提前约16.7%。
【图文】：

２试验方法本试验依托长沙理工大学人工气候模拟箱，模拟人工气候环境下构件氯盐喷雾试验。在试验湿度为９５％、试验温度为２５℃以及５％质量浓度的ＮａＣｌ溶液环境中进行喷雾试验。利用人工气候模拟箱，通过对模拟箱控制平台数据编程（图１）来自动控制影响因素。根据设计配合比制作１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１５０ｍｍ的试件，每组配合比条件下各制作７个试件，其中进行侵蚀试验的试件为６个，另１个进行强度测试，，在强度测试后取样进行氯离子浓度测试，对比分析侵蚀试件的氯图１人工气候箱控制界面Ｆｉｇ．１ＣｏｎｔｒｏｌＩｎｔｅｒｆａｃｅｏｆＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＣｌｉｍａｔｅＣｈａｍｂｅｒ离子来源，以此排除试件自身携带的氯离子对测试精度的影响。７８中国公路学报２０１４年

试验前将试件上下面及周围３个面共５个面涂抹环氧树脂，以保证其有１个侧面为氯离子的侵蚀面（图２，３）。加速喷雾１个月后，用粉末取样机每隔５ｍｍ的深度取样１次，并用自封袋封存编号，然后利用ＮＣＬ－ＡＬ型氯离子含量测定仪进行氯离子浓度测定。图２氯盐喷雾示意Ｆｉｇ．２ＤｉａｇｒａｍｏｆＣｈｌｏｒｉｄｅＳｐｒａｙ图３氯离子渗透试验Ｆｉｇ．３ＴｅｓｔｏｆＣｈｌｏｒｉｄｅＩｏｎＤｉｆｆｕｓｉｏｎ２试验数据将每组试验中６个混凝土试件测得各点的氯离子浓度取平均值，以消除试验误差。将不同水平（３种水灰比）下测得的氯离子质量浓度取平均值，所得结果如表２所示。由表２可知：随着试件水灰比的降低，氯离子浓度随侵蚀深度降低速率越来越快，说明氯离子浓度越来越校但当侵蚀深度大于２２．５ｍｍ时，实测浓度呈不规律变化，其主要原因可能为，由于锈蚀时间短，在测试过程中，当采样深度大于２２．５ｍｍ后，侵入到混凝土内部的氯离子浓度值太小以致不能精确测出，测试值存在一定波动。３氯离子扩散系数模型３．１氯离子扩散系数计算方法氯离子在混凝土中的传输机理采用Ｆｉｃｋ第二定律分析，其表达式为表２各试件中氯离子质量浓度Ｔａｂ．２ＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＣｈｌｏｒｉｄｅＩｏｎｉｎＥａｃｈＳａｍｐｌｅ水灰比取样区间／ｍｍ侵蚀深度／ｍｍ氯离子质量浓度平均值／％０．４０．５０．６０～５２．５０．３１１５～１０７．５０．０７０１０～１５１２．５０．０１４１５～２０１７．５０．００７２０～２５２２．５０．００５２５～３０２７．５０．００９０～５２．５０．

【参考文献】

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【共引文献】

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