海洋环境下混凝土自由氯离子扩散系数试验_卢一亭

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海水混凝土中氯离子渗透的研究

海水混凝土中氯离子渗透的研究引言海水混凝土是一种常用的混凝土材料，其主要特点是具有优异的抗氯离子侵蚀性能，因此被广泛应用于海洋工程和海岸防护等领域。

然而，随着时间的推移和环境的变化，海水混凝土中氯离子的渗透问题逐渐凸显，导致其使用寿命和承载能力的降低。

因此，对海水混凝土中氯离子渗透的研究具有重要的理论和应用价值。

一、海水混凝土的组成与性能海水混凝土是一种以海水为配合水的混凝土材料，其主要组成成分包括水泥、砂、骨料、海水和掺合料等。

其中，掺合料是指用于改善混凝土性能的材料，常用的掺合料包括粉煤灰、硅灰、矿渣粉等。

海水混凝土的性能受到多种因素的影响，包括配合比、掺合料种类和含量、养护条件等。

二、氯离子的渗透机理氯离子渗透是海水混凝土中的主要耐久性问题之一，其渗透机理主要包括扩散和迁移两个过程。

扩散是指氯离子由高浓度向低浓度扩散的过程，其速率受到混凝土孔隙结构和氯离子浓度梯度的影响。

迁移是指氯离子在混凝土中的移动过程，其速率受到混凝土的水分含量和温度等因素的影响。

三、影响氯离子渗透的因素海水混凝土中氯离子渗透的速率受到多种因素的影响，以下是影响因素的具体分析。

1.混凝土孔隙结构混凝土孔隙结构是影响氯离子渗透速率的关键因素之一，孔隙结构的大小、连通性和分布密度等都会影响氯离子的扩散和迁移速率。

孔隙结构的好坏是由混凝土的配合比、砂粒和骨料的粒径、水泥的种类和掺合料的种类和含量等因素决定的。

2.海水浸泡时间海水浸泡时间是影响混凝土中氯离子含量和渗透速率的重要因素，随着海水浸泡时间的延长，混凝土中氯离子的含量将逐渐增加，导致氯离子渗透速率的加快。

3.掺合料种类和含量掺合料的种类和含量对混凝土中孔隙结构和氯离子渗透有着重要的影响。

例如，粉煤灰和硅灰等掺合料可以填充混凝土中的孔隙，减少混凝土中的孔隙率和孔径，从而降低氯离子的渗透速率。

4.养护条件混凝土的养护条件对其性能有着重要的影响，养护时间和温度等因素都会影响混凝土中孔隙结构和氯离子渗透速率。

海洋环境下混凝土中氯离子渗透性能研究

海洋环境下混凝土中氯离子渗透性能研究摘要：为了提高海洋环境下钢筋混凝土抵抗氯盐侵蚀的能力，以徐州淮海水泥厂325号水泥、铜山电厂粉煤灰等为原料配置了粉煤灰掺量分别为10%、20%和25%的混凝土，对其在氯化钠溶液中进行加速侵蚀试验。

研究了氯盐在混凝土中的渗透规律以及粉煤灰掺量对混凝土中氯离子浓度的影响。

试验结果表明混凝土中氯离子质量分数随着侵蚀时间的增加而增加；距离混凝土表面10mm以内的氯离子浓度要远远大于其它深度处的氯离子浓度，并且氯离子浓度从混凝土表面向内是逐渐递减的；在混凝土中掺入10%～25%的粉煤灰可以提高混凝土抵抗氯离子入侵的能力，并且粉煤灰掺量越大，抵抗能力越强。

关键词：氯盐；混凝土；粉煤灰；温度；湿度引言海水中含有大量的氯化物，几乎占海水总盐份的90%。

这些氯离子可以从混凝土表面迁移到混凝土内部，当到达钢筋表面的氯离子积累到一定浓度（临界浓度）后，就会引发钢筋锈蚀，从而影响混凝土结构的正常使用，结构的使用寿命降低[1-3]。

因此，混凝土中氯离子的渗透性能是混凝土结构耐久性的极为重要的研究内容[4，5]。

本章主要从这个角度出发，采用高浓度氯盐浸泡的试验方法，研究掺入粉煤灰后混凝土中氯离子扩散情况，得到不同掺量的粉煤灰对混凝土中氯离子扩散的影响；同时利用高温高湿箱来控制不同的温湿度对其影响。

并通过理论分析建立了考虑混凝土环境温湿度、粉煤灰掺量、时间等因素在内的氯盐侵蚀模型。

1 试验过程1.1 试验材料水泥：采用标号为32.5#的普通硅酸盐水泥；细骨料：采用天然中砂；粗骨料：粒径5～20mm的碎石。

粉煤灰采用的是徐州市铜山电厂的干排灰。

其矿物组成有：晶体矿物有石英、莫来石、长石（少）以及其它。

其它多数为非晶体。

其化学成分如表1所示。

1.2 试验方法本试验采用边长为100mm的混凝土立方体试块，在试件拆模后，放于标准养护室养护60天，然后将试件在600C温度下烘干48小时。

经烘干后的试块，除留下一个侧面外，其余表面用石蜡予以密封。

混凝土氯离子电通量与扩散系数的关系

混凝土氯离子电通量与扩散系数的关系混凝土氯离子电通量与扩散系数关系的初步探讨摘要：混凝土氯离子电通量与扩散系数是评价混凝土抗氯离子渗透性能的两个参数，确定两者之间的相关性的研究资料还不是太多，某工程工程监理处中心试验室通过工程中的试验数据进行探讨分析，得出了氯离子电通量与扩散系数两者之间的关系。

关键词：海工混凝土电通量扩散系数渗透性1引言某工程位于，具有高盐、多雾地段特点。

海洋环境是混凝土结构所处的最恶劣的外部环境之一：海水中的化学成分能够引起混凝土的溶蚀破坏以及碱骨料反应；在冬季，寒冷的自然环境还可能引起混凝土结构的冻融破坏；海浪、海水中的悬浮物会对混凝土结构造成磨损和冲击；海风、海水中的氯离子能引起混凝土钢筋的锈蚀等，严重的危及着混凝土结构的耐久性和使用寿命。

在海洋环境的这些不利因素中，氯离子的侵入混凝土内部引起钢筋锈蚀，是导致混凝土结构耐久性失效的重要原因。

如何快速、准确测量混凝土抗氯离子渗透的性能是每个混凝土试验人员所必须面对的一个重要课题。

某工程工程中，测量氯离子渗透性能的方法是《海港工程混凝土结构防腐技术规范》JTJ275——2000附录：混凝土抗氯离子渗透性标准试验方法——电量法和《公路工程混凝土结构防腐技术规范》JTG/T B07-01——2006附录：混凝土氯离子扩散系数快速测定法——RCM法。

如果能够找出两种试验方法的试验结果的相互关系，我们就可以通过混凝土氯离子电通量知道氯离子的扩散系数；亦或者通过氯离子的扩散系数知道混凝土氯离子电通量，从而将会大大减少试验的工作量，节约人力、物力和时间，有着十分重要的意义。

为此，我们以C35承台混凝土氯离子电通量和氯离子的扩散系数的试验数据进行探讨。

2原材料水泥：厂P.I 52.5 硅酸盐水泥，其指标如下：矿粉：中矿S75级矿渣微粉。

粉煤灰：潍坊电厂的一级粉煤灰。

砂子：河砂，U f=2.84，其品质指标如下：碎石：沂水碎石。

其品质指标如下：水：饮用水，其品质指标如下：减水剂：淄博华伟银凯外加剂厂的聚羧酸高效减水剂3混凝土配合比4试验方法测量混凝土抗氯离子渗透的方法有自然扩散法、电量法、RCM法、极限电压法和电导法。

海洋环境下港口工程混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型

ＣＨＵＡＩＹａ￣ｇｕａｎｇＣＣＣＣＴｉａｎｊｉｎＤｒｅｄｇｉｎｇＣｏ. Ｌｔｄ. Ｔｉａｎｊｉｎ３００４６１Ｃｈｉｎａ
ＡｂｓｔｒａｃｔＣｈｌｏｒｉｄｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｆｉｌｅｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｉｔｈｐｏｒｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｉｒ
摘要: 通过现场暴露物理试验ꎬ 实测得到了港口工程混凝土及相对应的水泥砂浆试件中氯离子的浓度分布结果ꎬ 经回
归分析分别得到了这两种试件的氯离子扩散系数ꎮ 以此为基础ꎬ 定量评估了粗骨料的稀释、曲折和界面过渡区效应对混凝
土中氯离子扩散系数的影响ꎬ 并建立了混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型ꎮ 基于混凝土中氯离子扩散的细观数值模拟
中图分类号: Ｕ６５４
文献标志码: Ａ
文章编号: １００２￣４９７２(２０１８)１０￣００８２￣０９
Ｃｈｌｏｒｉｄｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏｎｅｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｗｉｔｈｐｏｒｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｍａｒｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
��锈蚀、提高港工钢筋混凝土结构在氯盐环境下的耐久性具有重要意义２ ꎮ
混凝土是由水泥、水、粗骨料和细骨料经混合后形成的一种典型的非均匀多相复合材料３ ꎮ 通常情况下ꎬ 其细观结构可被视为是由水泥砂浆、粗骨料和界面过渡区这三相介质共同构成４ ꎮ 若将混凝土中的粗骨料假设为三维球形ꎬ 则混凝土三相复合材料的细观构造见图１ꎮ 其中ꎬ Ｆａｒｒａｎ５首次发现在混凝土的粗骨料和水泥砂浆这两相介质之间存在一层厚度较小、但其内氢氧化钙含量和孔隙率较高的物质ꎬ 并将其命名为界面过渡区 ( ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏｎｅꎬ 简称ＩＴＺ) ꎮ 由于ＩＴＺ的微观构造相对疏松且其内孔隙率相比水泥砂浆介质更大ꎬ 因此ꎬ 其内氯离子扩散系数较水泥砂浆而言要大很多ꎮ 根据刘恒６、Ｙａｎｇ等７￣９的研究表明: ＩＴＺ中氯离子的扩散系数为水泥砂浆中扩散系数的几十倍甚至上百倍ꎮ 同样ꎬ Ｎｉｌｓｅｎ等１０经研究后发现: 若不考虑ＩＴＺ的影响ꎬ 仅仅将混凝土视为由水泥砂浆和粗骨料的两相介质构成的数值模型不能较好地预测混凝土的耐久性ꎮ 综上所述ꎬ ＩＴＺ的存在会影响混凝土中氯离子的扩散特性ꎬ 从而影响混凝土的耐久性和使用寿命ꎮ 因此ꎬ 建立合理的混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型ꎬ 对于定量评估其内氯离子的长期扩散特性及预测混凝土结构的使用寿命具有十分重要的意义ꎮ

海洋环境下混凝土抗冻性和氯离子扩散性的实验与评价方法研究

ｔａｉｎｏａｔｓｌｔｎｆｒｃｌｒｄｏｉｆｓｏｅｔｗｏｌｅｔｒｂｏｓｓｅｔｗｉｒｅｅｔａｎｄｕ，ｗｈｃｒｔｏｆｓｌｏｕｉｏｈｏｉｅｉｎｄｆｕｉｎｔｓｕｄｂｔｅｅｃｎｉｔｎｔｆｅｚｈｗｉｇｍｅｉｍｏｈｉｈｎｅｓｆｒｈｒｒｓａｃ．Ａｆｅｈｎｌｓｓａｄｃｍｐｒｏｆｖｒｏｓｔｓｎｓｅｓｎｔｏｓａｏｔｃｎｒｔｒｓｅｄｕｔｅｅｅｒｈｔｒｔｅａａｙｉｎｏａｉｎｏａｉｕｅｔａｄａｓｓｍｅｔｍｅｈｄｂｕｏｃｅｅｆｏｔｓｒｓｓａｃｎｈｏｉｅｉｎｄｆｕｉｎｔｅａｐｏｒｔｅｔｍｅｈｄｕｔｂｅｆｒｓｕｙｎｒｎｏｃｅｅａｅｃｎｉｍｅ．ｅｉｔｎｅａｄｃｌｒｄｏｉｆｓｏ，ｈｐｒｐｉｅｔｓｔｏｓｓｉｌｏｔｄｉｇｍａｉｅｃｎｒｔｒｏｆｒｄａａ
文献标识码：Ａ
ＳｔｄｎＴｅｔａａｕｔｏｅｈｄｆＦｒｓ— ｅｉｔｎｃｎｕｙｏｓｎｄＥｖｌａｉｎＭｔｏｓｏｏｔｒｓｓａｅａｄＣｈｌｒｄｅＩｎｏｉｏＤｉｆｓｏｆＣｏｃｅｅｉａｉｅＥｎｉｏｍｅｆｕｉｎｏｎｒｔｎａＭｒｎｖｒｎｎｔＹＡＮＧｅｗｕ，ＱＩＷｎＡＮｓｉ，ＨＵＡＮＧｂｎＪｅｈｕＹｕｉ。

氯离子侵蚀环境下海洋混凝土结构服役寿命预测

氯离子侵蚀环境下海洋混凝土结构服役寿命预测摘要：基于有限元理论，研究氯离子环境下混凝土结构的寿命预测模型，考虑不同因素对混凝土中氯离子扩散的影响，对海洋混凝土结构服役寿命进行预测。

关键词：海洋混凝土结构；氯离子扩散；有限元；服役寿命1绪论海洋环境下，由于氯盐的侵蚀引起钢筋锈蚀，最终引起混凝土结构破坏，被公认为是导致海洋混凝土结构破坏的最主要原因。

大量的工程经验教训使人们认识到：重视耐久性、增加保护性措施、加大初建费用的投入、延长结构的服役寿命，是最经济的设计。

特别是当前海洋工程向跨海、大型复杂等方向发展，这些工程都是我国基础建设中占重要地位的工程，提高和保证这些工程的安全服役寿命，是关系到我国国民经济持续、长期、稳定发展的百年大计。

2 海洋混凝土结构服役寿命的定义结构的耐久服役寿命的定义为结构在正常使用、正常维护条件下，结构不需要投入昂贵的维修而能保持预定使用功能的结构使用年限，它受环境、使用条件、材料性能的影响，是受多个随机变量影响的随机函数[1]。

本文提出的是在海洋环境氯离子侵蚀情况下混凝土结构寿命预测模型，以期解决海洋混凝土结构基础设施及建筑物的耐久性破坏问题。

图2-1 海工混凝土腐蚀破坏示意图海洋混凝土结构的服役寿命一般可以分为三个阶段[2]（见图2-1）：本文保守偏安全起见，定义的海洋混凝土抗氯离子侵蚀的耐久寿命主要是指混凝土结构的腐蚀诱导阶段，即从结构开始暴露于氯离子环境之日起到混凝土中钢筋表面的氯离子含量达到浓度阀值时所经历的时间，这个浓度阀值一般认为是刚好导致钢筋腐蚀的氯离子含量，此时有：耐久寿命 T=t1。

3 海洋混凝土使用寿命预测原理及其模型3.1 寿命预测原理氯离子在混凝土中传输原理非常复杂，但在大部分情况下扩散仍然被认为是最主要的传输方式。

对于现有的水灰比不太低且没有开裂的混凝土结构，大量的检测结果表明氯离子的扩散可以认为是一个线性的扩散方程，这个扩散过程一般引用Fick第二定律可以方便地将氯离子的扩散浓度、扩散系数与扩散时间联系起来，可以直观地体现结构的耐久性。

海洋环境下混凝土抗氯离子渗透性能试验探讨

环境下所面临的一个重要课题。目前，提高混凝土结构耐久性的途径主要是使用掺入矿物掺合料和高效减水剂来降低水胶比、高混凝土的密实性和抗渗性Ｊ提。现主要从提高混凝土的抗氯离子渗透性能出发，过试验配制不同配合比通
类型的抗氯离子渗透性能的混凝土，分析其影响因素，为氯盐环境下混凝土配制及结构耐久性设计与评估提供参考，从而延缓钢筋锈蚀、延长结构使用寿命。
∞ ∞
啦｛
针对以上９组配合比，标准养护７２、６ｄ的混凝对、８５
土试件，行了立方体抗压强度和抗氯离子渗透性试验。进
∞
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Ｏ
立方体抗压强度采用１０ｍ５ｍ×１０ｍ５ｍ×１０ｍ的标准５ｍ
表１混凝土配合比
收稿日期：０ｌ—ＯＯ２１６一２
作者简介：陈楚鹏，，男广东汕头人，从事质量检测工作。６２
１３试验方案．
混凝土内部的自由水，混凝土更加密实，使因此其抗氯离子
渗透性能更好。
¨ ７０００
图１。
７０００
２０００
１０００Ｏ Nhomakorabea７ｄ
２８ｄ
５ｄ６
图２相同胶凝材料总量不同配合比类型
混凝土抗氯离子渗透性能２２２胶凝材料总量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响．．对胶凝材料总量不同的双掺混凝土（ＰＨＣ一１～）５配合
人民珠江

潮汐浪溅区混凝土表面氯离子浓度影响因素分析综述

潮汐浪溅区混凝土表面氯离子浓度影响因素分析综述摘要：海洋环境下混凝土结构的耐久性主要取决于混凝土的抗氯离子侵蚀能力。

氯离子渗透性能的变化与混凝土质量和环境条件密切相关，海洋潮汐浪溅区是海洋混凝土结构耐久性劣化最为突出的区域，基于文献[1]简述了海洋潮汐浪溅区环境下混凝土表面氯离子浓度计算模型，基于文献[5]的实验数据分析了海洋潮汐浪溅区环境下混凝土表面氯离子的影响因素。

关键词：海洋环境，氯离子浓度，敏感因素，潮汐浪溅区一、引言由于海洋环境的侵蚀作用，在海洋大气区建造的钢筋混凝土结构，通常会随着暴露时间的增加，在钢筋腐蚀以及混凝土开裂或剥落方面表现出显著的退化。

混凝土中的钢筋一般通过钝化膜得到很好的防腐保护，在混凝土提供的高碱性环境中非常稳定。

而在海洋大气中，来自海洋的氯离子往往被风吹到内陆沉积在不饱和混凝土的表层。

氯离子渗透到混凝土中，在钢筋附近积聚，会导致混凝土钝化膜破坏，引发主动腐蚀，甚至开裂剥落。

二、潮汐浪溅区氯离子浓度的积聚规律与时变模型（一）潮汐浪溅区氯离子浓度的积聚规律根据氯盐侵蚀的严重程度，海洋氯盐腐蚀环境可分为水下区、潮汐区、浪溅区和大气区四个区域。

在不同的环境区域，氯离子在混凝土中的传输机理和积聚规律差异较大，由于潮汐区和浪溅区受到干湿循环、温湿度变化、阳光照射等不良因素的影响，因此腐蚀作用强度最高。

由此可见，潮汐区和浪溅区是海洋混凝土结构耐久性设计的控制区域。

所以本文主要针对潮汐区和浪溅区混凝土表面氯离子浓度的计算模型开展研究。

（二）表面氯离子浓度的时变模型随着混凝土龄期的增加，水泥水化程度逐渐提高，混凝土越来越密实，导致混凝土表面氯离子浓度呈现时变特性，且初期增长较快，后期增长渐趋缓慢，达到一定时间后表面氯离子浓度基本趋于稳定。

为了能够更加准确表达混凝土表面氯离子浓度的时变特性，目前发展了多种时变模型。

Lin等[2]均采用了混凝土表面氯离子浓度的指数型时变模型: Cs =Csm(1-e-α·t)。

海洋环境混凝土氯离子迁移系数 -回复

海洋环境混凝土氯离子迁移系数-回复海洋环境混凝土氯离子迁移系数是衡量海水对混凝土结构腐蚀程度的关键参数之一。

在海洋环境中，由于海水中含有丰富的氯离子和其他腐蚀性物质，当混凝土结构与海水接触时，氯离子会通过浸渍和扩散的方式进入混凝土内部，引发混凝土的钢筋锈蚀和结构破坏。

因此，研究海洋环境混凝土中氯离子的迁移过程及其迁移系数对于海洋工程的耐久性评估和结构设计具有重要意义。

一、什么是混凝土氯离子迁移系数混凝土氯离子迁移系数是指混凝土中氯离子通过浸渍和扩散作用从外界介质（如海洋水体）进入混凝土内部的能力，是衡量混凝土耐久性的重要指标。

迁移系数的大小直接影响氯离子的迁移速率，即揭示了混凝土结构抵御海洋环境侵蚀的能力。

二、影响氯离子迁移系数的因素1. 混凝土本身的性质：包括混凝土组成、水胶比、孔隙结构等。

比如，水胶比越高、孔隙结构越密集的混凝土，氯离子的迁移系数越小。

2. 环境因素：包括湿度、浸泡时间、水质等。

湿度和浸泡时间的增加会导致混凝土孔隙中溶解物质的浓度增加，进而加速了氯离子的迁移过程。

3. 混凝土表面处理：比如覆盖层、防蚀层等。

有效的表面处理措施可以减缓氯离子的迁移速率，延缓混凝土结构的腐蚀过程。

三、测定混凝土氯离子迁移系数的方法1. 直接渗透法：浸泡混凝土试件于含氯溶液中，通过监测试件上下两侧溶液中氯离子的浓度变化来计算迁移系数。

2. 比色法：通过试件切割后的氯离子浓度梯度和试剂对氯离子的反应变化来间接计算迁移系数。

3. 电场法：在试件两侧施加恒定电场，根据测量试件的电导率变化来推算氯离子的迁移系数。

以上三种方法都可以应用于测定混凝土氯离子迁移系数，但各自有其适用的特定范围和条件。

四、提高海洋环境混凝土耐久性的措施1. 优化混凝土配合比：采用合适的水胶比、掺加氯离子抑制剂等，以减小混凝土内的孔隙度，降低氯离子的迁移速率。

2. 加强混凝土覆盖层：通过增加混凝土覆盖层的厚度和质量，形成有效的屏障，减少氯离子的侵蚀。

海工混凝土氯离子扩散系数随深度的变化规律

ＹＡＯＣａｇｊｎ，ＪＮＷｅ—ａｇｈｎ —ｉａＩｉｌｎ，ＷＡＮｉｏｇＩｉｂｎ，Ｙｎ — ｏｇｉＧＨａ— ｎ，ＪＮＬ— ｉｇＡＮＹｏｇｄｎｌ（ｎｔｕｅｏｔｃｕａｇｎｅｉｇ，ＺｈｊｎｎｖｒｔＩｓｔｔｆＳｒｔｒｌｉｕＥｎｉｅｒｎｅａｇＵｉｓｙ，Ｈａｇｈｕ３０２ｉｅｉｎｚｏ０７，Ｃｉａ）１ｈｎ
第４期
２００８年１２月
水
利
水
运
工
程
学
报
ＮＯ．４Ｄｅ．２Ｏ８ｅＯ
ＨＹＤＲ０－ＣＩＳＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲⅡ Ｇ
海工混凝土氯离子扩散系数随深度的变化规律
姚昌建，金伟良，王海龙，金立兵，延永东
ａａｙｅｔｈｏｉｅｄｆｕｉｎｉｈｅｌｓｌｔｏｎｌｚｈｅｃｌｒｄｉｓｏｎｔｅｒａｏｕｉｎ．Ｔｈｏｅｉａｅｕｔｈｗｈｔｔｅｃｌｒｄｉｕｉｎｃｅｃｅｔｏｅｒｔｌｒｓｌｓｓｏｔａｈｈｏｉｅｄｆｓｏｏｆｉｎｆｃｆｉ
中图分类号：Ｖ３Ｔ４１
文献标识码：Ａ
文章编号：１９６ｏ（３）４０１ — ５０ — ４ｘ￣ｏｏ — ０４００８
Ｃｈｎｇｆｃｏｉｅｄｆｕｉｎｃｅｃｅｎｍａｉｅｃｎｒｔｔｐｈａｅｏｈｌｒｄｉｆｓｏｏｆｉｎｔｉｉｒｎｏｃｅｅｗｉｈｄｅｔ

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第４期卢一亭，等：海洋环境下混凝土自由氯离子扩散系数试验火山灰反应是一个长期过程，以及因扩散过程中混凝土对氯离子的结合作用，使混凝土的孔隙率降低、孔隙尺寸减小，内部结构不断变化，故氯离子在混凝土中的迁移是非稳定的，氯离子扩散系数随着扩散时间增加而减小和Ｔｈｏｍａｓ等
［］８９－
暴露时间之间的指数函数关系，发现该关系指数能够表征混凝土的扩散性能。本文中笔者采用自然扩散法测定混凝土的自由氯离子扩散系数，验证了混凝土氯离子扩散系数与暴露时间之间的幂指数衰减关系，并在此基础上，利用衰减指数（扩散时间依赖性指数）作为评判指标，进一步研究养护龄期、粉煤灰和矿渣掺合料掺量对混凝土扩散性能的影响。
摘要：采用自然扩散法研究了普通混凝土、粉煤灰混凝土和矿渣混凝土在模拟海水环境中的氯离子探讨了养护龄期、暴露时间及矿物掺合料掺量对混凝土自由氯离子扩散系数的影响。结扩散特性，果表明：混凝土的自由氯离子扩散系数随着暴露时间的延长呈幂指数降低，而且其时间依赖性与养、当养护龄期达到７粉煤灰和矿渣掺量（质量分数）分别达到护时间及矿物掺合料掺量有关；３０ｄ混凝土的自由氯离子扩散系数随暴露时间的降低速度最快；延长养护龄期及掺加３０％和４５％时，对于降低混凝土的长期自由氯离子扩散系数具有重要的作用。粉煤灰和矿渣，关键词：混凝土；养护龄期；自然扩散法；矿物掺合料；自由氯离子扩散系数；时间依赖性中图分类号：ＴＵ５２８．０４１文献标志码：Ａ
ＥｘｅｒｉｍｅｎｔｏｎＦｒｅｅＣｈｌｏｒｉｄｅＤｉｆｆｕｓｉｏｎＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅｐＥｘｏｓｅｄｔｏＭａｒｉｎｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐ
细度模数２．属于中砂，１．０％，７４， Ⅱ 区级配。玄武岩碎石，最大粒径１属于５～１２ｍｍ，６ｍｍ连续级配。江苏建筑科学研究院有限公司生产的ＪＭ－Ｂ型萘系高效减水剂，减水率在２０％以上，ＮａＳＯ２４质量氯离子质量分数小于０．分数小于２％，０１％。
细度８０μ ｍ筛余／％０．３
需水量／％２６．０
凝结时间／ｍｉｎ初凝１０３终凝１５９
３ｄ抗折强度／２８ｄ抗折强度／３ｄ抗压强度／２８ｄ抗压强度／ＭＰａ６．４ＭＰａ９．２ＭＰａ３Ｐ．２．５硅酸盐水泥的基本物理性能 Ⅱ４Ｔａｂ．１ＢａｓｉｃＰｈｓｉｃａｌＰｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆＰ．２．５ＰｏｒｔｌａｎｄＣｅｍｅｎｔ Ⅱ４ｙｐ
比表面积／
２· －１）（ｍｋｇ
（）文章编号：１６７３２０４９２０１１０４００８６０６－－－
海洋环境下混凝土自由氯离子扩散系数试验
卢一亭１，余红发１，马好霞１，胡蝶２
（）江苏南京２江苏南京２１．南京航空航天大学土木工程系，１００１６；２．南京联勘科技有限公司，１００１９
［］６７－
８７
１试验概况
１．１原材料江南水泥厂生产的金宁羊牌Ｐ．２．５型硅酸 Ⅱ４盐水泥，基本物理性能见表１，化学组分见表２。青，海桥头电厂生产的粉煤灰（细度为０．ＦＡ）０４５ｍｍ的方孔筛筛余率为１４．４％。江南粉磨公司生产的
第２８卷第４期２０１１年１２月
建筑科学与工程学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇ
Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．４Ｄｅｃ．２０１１
重要的性能参数，表征氯离子在混凝土的总体迁移速率。由于水泥、矿物掺合料等胶凝材料的水化及
筋混凝土结构的正常使用，导致结构的使用寿命不
收稿日期：２０１１１０１０－－ “ ）；）基金项目：国家重点基础研究发展计划（九七三 ” 计划）项目（国家自然科学基金项目（２００９ＣＢ６２３２０３５１１７８２２１，：作者简介：卢一亭（女，广东普宁人，工学硕士研究生，１９８７Ｅ－ｍａｉｌｌｕｔ０９＠ｎｕａａ．ｃｏｍ。－）ｙ
１１１２，ＭＡ，ＨＵＬＵＹｉｔｉｎＹＵＨｏｎｆａＨａｏｘｉａＤｉｅ－－－ｇ，ｇ
（，Ｎ，Ｎ１．ＤｅａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｉｎ２１００１６，ｐｇｇｊｇｙｊｇ，；，Ｎ，）ＪｉａｎｓｕＣｈｉｎａ２．ＮａｎｉｎＬｉａｎｋａｎＴｅｃｈｎｏｌｏＣｏ．Ｌｔｄａｎｉｎ２１００１９，ＪｉａｎｓｕＣｈｉｎａｇｊｇｇｙｊｇｇ
：，ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃｈｌｏｒｉｄｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｏｒｄｉｎａｒＰｏｒｔｌａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅｆｌａｓｈｃｏｎｃｒｅｔｅｙｙ，ａｎｄｓｌａｃｏｎｃｒｅｔｅｅｘｏｓｅｄｔｏｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｏｃｅａｎｗａｔｅｒｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉａｔｅｄａｎｄｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｃｕｒｉｎｇｐｇｇ，ａｅｅｘｏｓｉｎｔｉｍｅａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅｏｎｆｒｅｅｃｈｌｏｒｉｄｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｇｐｇｃｏｎｃｒｅｔｅｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｂｕｓｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｄｉｆｆｕｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｆｒｅｅｃｈｌｏｒｉｄｅｙｇ，ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｅｘｏｎｅｎｔｉａｌｌｄｅｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｅｘｏｓｉｎｔｉｍｅａｎｄｔｉｍｅｄｅｅｎｄｅｎｃｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｐｙｐｇｐ，ｒｅｌａｔｅｄｔｏｃｕｒｉｎａｅａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅ．Ｗｈｅｎｃｕｒｉｎａｅｃａｎｒｅａｃｈ７３０ｄａｎｄｉｓｇｇｇｇ），ｃｏｎｔｅｎｔｓ（ｒｏｏｒｔｉｏｎｓｍａｓｓｏｆｆｌａｓｈａｎｄｓｌａｃａｎｒｅａｃｈ３０％ａｎｄ４５％ｒｅｓｅｃｔｉｖｅｌｆｒｅｅｙｐｐｐｙｇ，ｃｈｌｏｒｉｄｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｒｅｄｕｃｅｍｏｓｔｗｉｔｈｅｘｏｓｉｎｔｉｍｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｕｉｃｋｌｐｇｑｙｅｘｔｅｎｄｉｎｃｕｒｉｎａｅａｎｄａｄｄｉｎｆｌａｓｈａｎｄｓｌａｈａｖｅｓｕｃｈａｒｅａｔｉｍａｃｔｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｌｏｎ－ｇｇｇｇｙｇｇｐｇｔｅｒｍｆｒｅｅｃｈｌｏｒｉｄｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ．：；；；ｍ；Ｋｅｗｏｒｄｓｃｏｎｃｒｅｔｅｃｕｒｉｎａｅｎａｔｕｒａｌｄｉｆｆｕｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅｆｒｅｅｃｈｌｏｒｉｄｅｄｉｆ－ｇｇｙ；ｆｕｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｉｍｅｄｅｅｎｄｅｎｃｅｐ