浅析氯盐侵蚀对混凝土结构的影响
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工程中应用最广泛的是基于 Fick 第二定律的扩散模型袁即氯离子在 混凝土中的扩散过程满足 Fick 第二定律院
构的剩余寿命袁另一方面袁有助于制定措施预防混凝土结构受氯盐侵
蚀遥 具体防护措施有院
1冤严格控制原材料渊拌合用水尧砂子尧外加剂等冤中氯离子含量遥 例如
我国相关规程规定袁钢筋混凝土用海砂的氯离子含量应低于 0.06%袁必要
3
氯盐侵蚀防护措施
气袁钢筋锈蚀大面积发展袁裂缝不断增多加宽直至结构失效遥
研究混凝土结构氯盐腐蚀机理袁一方面袁可以预测在役混凝土结
2 氯盐环境下混凝土寿命预测模型
氯离子侵蚀是引起钢筋锈蚀的最重要因素袁钢筋锈蚀对混凝土结 构寿命的影响最为显著[1]袁简而言之袁氯离子侵蚀与混凝土结构寿命的 关系极为密切遥
料尧氟碳树脂等[16]袁不同的涂料具有不同的功能特点袁需合理选用袁否
则反而造成结构危害遥
渊下转第 96 页冤
作者简介院刘灿渊1996要冤袁女袁重庆人袁在读本科生袁重庆交通大学河海学院遥
Science & Technology Vision 科技视界 129
Science & Technology Vision
-
备注院详细计算过程数据见附录 A 和附录 B遥
B 模块 755 139 0.18 457 304
257000 -
771433
2.3.2 机加工缺陷试验样件的耐久性试验院 机加工缺陷试验件的耐久性试验袁A 模块采用了一个样本袁B 模
块采用了三个样本袁其中样本二试验过程中未破裂遥 对于 A 模块袁88181/662116=13%袁由于只做了一个样本试验袁将
氯离子引起钢筋锈蚀的过程主要分为 3 个阶段院 1冤钝化膜破坏遥混凝土钢筋表面的钝化膜必须在强碱条件下渊PH叟 12.6冤才能稳定存在袁研究表明袁PH<11.5 时袁钝化膜趋于不稳定袁而当 PH<9.88 时袁钝化膜开始破坏遥 当氯离子局部吸附于某处钝化膜时袁可 使此处钝化膜迅速酸化袁有微观实验表明袁氯离子的局部酸化作用能 使钢筋表面 PH 值降至 4 以下[5]遥 此时钝化膜破坏后露出的铁基体与 钝化膜完好区域之间构成电位差袁并以潮湿气体作为电解质袁形成腐蚀 电池曰 2冤腐蚀发展遥 腐蚀电池的铁基体发生阳极反应生成 Fe2+袁但氯离 子与二价铁离子结合生成二氯化铁袁可降低铁离子浓度从而促进阳极反 应袁FeCl2 在混凝土中与 OH-生成 Fe渊OH冤2 沉淀袁最终氧化生成 Fe渊OH冤3 即铁锈遥 由于铁锈膨胀渊约为原体积的 2-6 倍冤袁将在混凝土表层产生
揖Abstract铱Chloride corrosion is the main cause of corrosion of steel bars,which directly affects the durability of concrete structures.Based on the
mechanism of chloride ion erosion,this paper discusses the progress of the concrete life prediction model in the chloride salt corrosion environment
时须掺加钢筋阻锈剂[15]袁钢筋阻锈剂能降低钢筋的活化性能袁甚至能
减小氯离子扩散系数袁能阻止或减缓钢筋腐蚀袁但阻锈效果取决于产
品质量遥
2冤在钢筋或混凝土表面使用无机或有机涂层渊有机涂层以环氧类
为佳冤遥 在混凝土表面采用表面涂层袁可以隔离混凝土与氯离子的接触袁
常用的有水泥砂浆涂料尧水泥基渗透结晶型涂料尧硅烷浸渍剂尧聚脲材
揖关键词铱氯盐侵蚀曰钢筋锈蚀曰混凝土结构
Simple Analysis of Chloride Corrosion爷s Influence on Concrete Structure
LIU Can
(The Hohai College in Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China)
咱责任编辑院田吉捷暂
渊上接第129 页冤 3冤电化学方法直接控制钢筋电化学腐蚀过程遥 电化学的阴极保护 方法分为牺牲阳极法和外加电流法两类院牺牲阳极法即在铁基体上镀 锌或铝等活泼金属袁此时锌或铝作为阳极被消耗袁钢筋受到保护袁这种 方法不需辅助电源袁实施简便袁但消耗阳极材料多袁使用寿命短曰外加 电流法袁即将外加电源的负极与钢筋相接袁正极与某种耐腐蚀金属相 接袁此时钢筋所在阴极碱性提高袁更易形成钝化膜袁同时阳极吸引氯离 子袁钢筋周围氯离子含量降低袁可见外加电流法对钢筋的保护作用显 著袁故应用广泛袁但是其较牺牲阳极法施工更为复杂袁且需定期维护遥
蓘 蓡 C渊x袁t冤=C0 +渊Cs -C0 冤
1-erf渊 x 2 姨Dt
冤
渊2冤
其中袁C渊x袁t冤为任意位置任意时刻的氯离子浓度袁C0 为混凝土中
初始氯离子浓度袁Cs 为混凝土表面氯离子浓度值袁erf渊z冤为误差函数袁
z
乙 erf渊z冤= 2
2
exp渊-x 冤dx遥
姨仔 0
用混凝土保护层厚度 c 代替混凝土表面厚度袁并将钝化膜破坏时
0 前言
近年来袁世界各国因混凝土结构耐久性性能劣化或失效承受的经 济损失巨大袁因此混凝土耐久性问题在世界工程界受到广泛重视遥 综 合大量工程实例发现袁钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响最大袁而氯 盐侵蚀是引起钢筋锈蚀的核心原因[1]袁故本文拟基于氯离子侵蚀机理袁 浅述氯盐环境下混凝土寿命预测模型的进展以及钢筋锈蚀防护措施遥
and the main protection measures to steel corrosion,analyzing the advantages and disadvantages of these measures.
揖Key words铱Chloride corrosion;Steel corrosion;Concrete structures
源 结语
1冤氯盐侵入混凝土袁大多数情况仍以扩散作用为主袁氯盐腐蚀钢 筋主要分为腐蚀诱导尧腐蚀发展尧结构失效三个阶段袁其中腐蚀诱导期 内存在一个氯离子浓度临界值袁刚好引起钢筋钝化膜破坏袁此为钢筋 混凝土结构服役寿命的终点遥
2冤氯离子引起钢筋锈蚀的腐蚀诱导阶段袁对混凝土结构的寿命起 决定性作用袁引起钝化膜破坏的临界氯离子浓度越高袁混凝土结构的 服役寿命也就越长遥
一般情况下袁氯离子引起钢筋锈蚀的钝化膜破坏期又称腐蚀诱导 期袁其耗时最长且取决于氯离子在混凝土中的扩散规律袁直接决定钢 筋混凝土的使用寿命遥 因此到目前为止袁大部分研究集中在氯离子在 混凝土中的扩散规律上袁所建立的理论模型也多数基于 Fick 定律且 直接预测混凝土服役寿命渊截至钝化膜破坏时的寿命冤[6]遥
所以生产过程中对于零部件产生的缺陷对于产品的寿命有一定 的影响遥
揖参考文献铱 咱1暂姚卫星.结构疲劳寿命分析[M].国防工业出版社,2003. 咱2暂Thang Bui -Quoc.Cumulative damage with interaction effect due to fatigue under torsion loading[J].Experimental Mechanics,1982渊5冤:180-187. 咱3暂王正,王增全,何洪.随机载荷循环作用下的机械结构疲劳寿命预测模型[J].中 国机械工程,2012渊1冤. 咱4暂赵永祥.应变疲劳可靠性分析的现状与展望[J].机械工程学报袁2001袁17(11)院 1-6.
3冤氯盐腐蚀的防护措施主要有控制原材料氯离子含量尧在钢筋或 混凝土表面使用无机或有机涂层尧电化学法直接控制钢筋电化学腐蚀 过程三类袁事实上袁现实工程环境十分复杂袁往往需要结合施工特点综 合选用多种防护措施袁方能均衡利弊袁最大程度预防钢筋锈蚀袁增长钢 筋混凝土结构服役寿命遥
揖参考文献铱 咱员暂 王 晓 东 , 李 东 寅 , 李 国 瑞 . 混 凝 土 结 构 的 氯 盐 侵 蚀 与 钢 筋 锈 蚀 [J]. 工 程 建 设 , 2007,39渊2冤:26-30. 咱圆暂刘红,赵爽,陆加越袁等.氯盐侵蚀钢筋混凝土研究进展[J].山西建筑,2016,42
混凝土中的氯盐主要来源于拌制混凝土的原材料及外部环境[2]袁 例如混凝土拌合时掺入了含氯化物的减水剂尧 使用了海水或海砂袁混 凝土结构物地处盐碱地区或表面使用了除冰盐等都能够使混凝土结 构物内部氯盐浓度过高袁且研究表明氯盐重量达到混凝土重量的 0.1%至 0.2%时就很可能引起钢筋锈蚀[3]袁进而破坏混凝土结构遥
Science & Technology Vision
科技视界
浅析氯盐侵蚀对混凝土结构的影响
刘灿 (重庆交通大学河海学院袁中国 重庆 400074)
.
揖摘 要铱氯盐侵蚀是引起钢筋锈蚀的主要原因袁直接影响混凝土结构耐久性遥本文基于氯离子侵蚀混凝土机理袁讨论了氯盐腐蚀环境混凝 土寿命预测模型的进展及主要钢筋腐蚀防护措施袁简析了几种措施的优缺点遥
寿命限制降级到 8%遥对于评价平均试验循环使用的是几何算法袁而不 是算术算法袁得出的寿命限制 384939/771433=50%袁具体数据如下院
表 3 耐久性试验结果
设备
A 模块
B 模块
样本 1
88181
182000
失效前达到的循环数
样本 2
/
1722000 渊未破裂冤
样本 3
/
182000
平均试验循环数
国内袁赵铁军等[13]考虑氯离子扩散系数与时间尧水灰比尧外加剂的
关系袁以及近海工程结构氯离子表面浓度变化带来的影响袁建立新的
氯离子扩散模型曰余红发等 综 [14] 合考虑了氯离子与水泥水化产物结
合尧氯离子扩散系数的时间依赖性尧结构微裂缝等提出了修正模型遥
环向拉应力袁当此拉应力超过混凝土抗拉极限时混凝土开裂遥 3冤结构失效遥 由于混凝土开裂袁钢筋表面更容易积聚氯离子和氧
科技视界
表 2 A 模块和 B 模块等效寿命结果表
使用疲劳参数
A 模块
Smax院[MPa]
732
Smin院[MPa]
64
R=Smax/Smin
0.08
平均应力渊R=0.2冤
471
交变应力渊R=0.2冤
314
试验循环次数渊等效于飞机寿命冤
110353
试验循环次数渊乘以分散系数 6冤
662116
试验循环次数渊乘以分散系数 3冤
的临界氯离子浓度 Cc 代入式渊2冤袁得混凝土服役寿命为 tc院
蓘 f渊
Cs -Cc Cs -C0
冤
渊3冤
事实上袁扩散过程中氯离子将与水泥水化产物作用袁氯离子扩散
系数也可随温度尧湿度尧裂缝等发生变化袁因此国内外不少学者基于
Fick 第二定律提出修正模型遥 20 世纪 90 年代 Mangat[8]和 Maage[9]考虑 了时间对氯离子扩散系数的影响尧A mey 等[10]考虑了混凝土表面的氯离 子浓度是时间的函数并以此改变 Fick 扩散方程的边界条件尧2002 年 Kassir 等[11]根据实验得到了混凝土表面氯离子浓度与时间的指数关系尧 Mejbro 等考虑了氯离子扩散系数与时间尧环境尧养护条件及胶凝材料 有关对 Fick 原始扩散模型渊如式渊2冤所示冤进行改进[12]遥
/
384939
可达到的循环数
662116
771433
寿命限制
8%
50%
. All Rights Reserved.
3 结论
综合上述分析袁由于机加工缺陷袁对于 A 模块和 B 模块的寿命都 产生了一定的影响袁飞机设计使用寿命是 60000 个循环袁那么 A 模块 限制寿命为 60000*8%=4800袁B 模块限制寿命为 60000*50%=30000遥
2
坠C 坠t
=D
坠
C
2
坠x
渊1冤
其中袁C 为混凝土中氯离子浓度袁t 为氯离子在混凝土中的扩散时
间袁x 为混凝土表面厚度袁D 为扩散系数遥
若混凝土为半无限均质材料尧氯离子在混凝土中的扩散系数为常
数尧混凝土表面氯离子浓度为常数尧氯离子为一维扩散尧氯离子在扩散
过程中不与水泥水化产物发生作用袁则方程渊1冤有解析解[7]院
1 氯离子侵蚀机理
Al环l境氯下R离袁i氯子g离h主子t要侵s通蚀过R方扩e式散s可尧e渗能r透不v尧同e毛d院细混.吸凝附土等孔方隙式饱侵和蚀度混低凝时土以遥毛在细不吸同
收作用为主曰混凝土孔隙饱和时以常温扩散作用为主曰高压环境下以 渗透作用为主遥 一般情况下袁三种侵入方式可以同时存在袁但以扩散作 用为主[4]遥
构的剩余寿命袁另一方面袁有助于制定措施预防混凝土结构受氯盐侵
蚀遥 具体防护措施有院
1冤严格控制原材料渊拌合用水尧砂子尧外加剂等冤中氯离子含量遥 例如
我国相关规程规定袁钢筋混凝土用海砂的氯离子含量应低于 0.06%袁必要
3
氯盐侵蚀防护措施
气袁钢筋锈蚀大面积发展袁裂缝不断增多加宽直至结构失效遥
研究混凝土结构氯盐腐蚀机理袁一方面袁可以预测在役混凝土结
2 氯盐环境下混凝土寿命预测模型
氯离子侵蚀是引起钢筋锈蚀的最重要因素袁钢筋锈蚀对混凝土结 构寿命的影响最为显著[1]袁简而言之袁氯离子侵蚀与混凝土结构寿命的 关系极为密切遥
料尧氟碳树脂等[16]袁不同的涂料具有不同的功能特点袁需合理选用袁否
则反而造成结构危害遥
渊下转第 96 页冤
作者简介院刘灿渊1996要冤袁女袁重庆人袁在读本科生袁重庆交通大学河海学院遥
Science & Technology Vision 科技视界 129
Science & Technology Vision
-
备注院详细计算过程数据见附录 A 和附录 B遥
B 模块 755 139 0.18 457 304
257000 -
771433
2.3.2 机加工缺陷试验样件的耐久性试验院 机加工缺陷试验件的耐久性试验袁A 模块采用了一个样本袁B 模
块采用了三个样本袁其中样本二试验过程中未破裂遥 对于 A 模块袁88181/662116=13%袁由于只做了一个样本试验袁将
氯离子引起钢筋锈蚀的过程主要分为 3 个阶段院 1冤钝化膜破坏遥混凝土钢筋表面的钝化膜必须在强碱条件下渊PH叟 12.6冤才能稳定存在袁研究表明袁PH<11.5 时袁钝化膜趋于不稳定袁而当 PH<9.88 时袁钝化膜开始破坏遥 当氯离子局部吸附于某处钝化膜时袁可 使此处钝化膜迅速酸化袁有微观实验表明袁氯离子的局部酸化作用能 使钢筋表面 PH 值降至 4 以下[5]遥 此时钝化膜破坏后露出的铁基体与 钝化膜完好区域之间构成电位差袁并以潮湿气体作为电解质袁形成腐蚀 电池曰 2冤腐蚀发展遥 腐蚀电池的铁基体发生阳极反应生成 Fe2+袁但氯离 子与二价铁离子结合生成二氯化铁袁可降低铁离子浓度从而促进阳极反 应袁FeCl2 在混凝土中与 OH-生成 Fe渊OH冤2 沉淀袁最终氧化生成 Fe渊OH冤3 即铁锈遥 由于铁锈膨胀渊约为原体积的 2-6 倍冤袁将在混凝土表层产生
揖Abstract铱Chloride corrosion is the main cause of corrosion of steel bars,which directly affects the durability of concrete structures.Based on the
mechanism of chloride ion erosion,this paper discusses the progress of the concrete life prediction model in the chloride salt corrosion environment
时须掺加钢筋阻锈剂[15]袁钢筋阻锈剂能降低钢筋的活化性能袁甚至能
减小氯离子扩散系数袁能阻止或减缓钢筋腐蚀袁但阻锈效果取决于产
品质量遥
2冤在钢筋或混凝土表面使用无机或有机涂层渊有机涂层以环氧类
为佳冤遥 在混凝土表面采用表面涂层袁可以隔离混凝土与氯离子的接触袁
常用的有水泥砂浆涂料尧水泥基渗透结晶型涂料尧硅烷浸渍剂尧聚脲材
揖关键词铱氯盐侵蚀曰钢筋锈蚀曰混凝土结构
Simple Analysis of Chloride Corrosion爷s Influence on Concrete Structure
LIU Can
(The Hohai College in Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China)
咱责任编辑院田吉捷暂
渊上接第129 页冤 3冤电化学方法直接控制钢筋电化学腐蚀过程遥 电化学的阴极保护 方法分为牺牲阳极法和外加电流法两类院牺牲阳极法即在铁基体上镀 锌或铝等活泼金属袁此时锌或铝作为阳极被消耗袁钢筋受到保护袁这种 方法不需辅助电源袁实施简便袁但消耗阳极材料多袁使用寿命短曰外加 电流法袁即将外加电源的负极与钢筋相接袁正极与某种耐腐蚀金属相 接袁此时钢筋所在阴极碱性提高袁更易形成钝化膜袁同时阳极吸引氯离 子袁钢筋周围氯离子含量降低袁可见外加电流法对钢筋的保护作用显 著袁故应用广泛袁但是其较牺牲阳极法施工更为复杂袁且需定期维护遥
蓘 蓡 C渊x袁t冤=C0 +渊Cs -C0 冤
1-erf渊 x 2 姨Dt
冤
渊2冤
其中袁C渊x袁t冤为任意位置任意时刻的氯离子浓度袁C0 为混凝土中
初始氯离子浓度袁Cs 为混凝土表面氯离子浓度值袁erf渊z冤为误差函数袁
z
乙 erf渊z冤= 2
2
exp渊-x 冤dx遥
姨仔 0
用混凝土保护层厚度 c 代替混凝土表面厚度袁并将钝化膜破坏时
0 前言
近年来袁世界各国因混凝土结构耐久性性能劣化或失效承受的经 济损失巨大袁因此混凝土耐久性问题在世界工程界受到广泛重视遥 综 合大量工程实例发现袁钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响最大袁而氯 盐侵蚀是引起钢筋锈蚀的核心原因[1]袁故本文拟基于氯离子侵蚀机理袁 浅述氯盐环境下混凝土寿命预测模型的进展以及钢筋锈蚀防护措施遥
and the main protection measures to steel corrosion,analyzing the advantages and disadvantages of these measures.
揖Key words铱Chloride corrosion;Steel corrosion;Concrete structures
源 结语
1冤氯盐侵入混凝土袁大多数情况仍以扩散作用为主袁氯盐腐蚀钢 筋主要分为腐蚀诱导尧腐蚀发展尧结构失效三个阶段袁其中腐蚀诱导期 内存在一个氯离子浓度临界值袁刚好引起钢筋钝化膜破坏袁此为钢筋 混凝土结构服役寿命的终点遥
2冤氯离子引起钢筋锈蚀的腐蚀诱导阶段袁对混凝土结构的寿命起 决定性作用袁引起钝化膜破坏的临界氯离子浓度越高袁混凝土结构的 服役寿命也就越长遥
一般情况下袁氯离子引起钢筋锈蚀的钝化膜破坏期又称腐蚀诱导 期袁其耗时最长且取决于氯离子在混凝土中的扩散规律袁直接决定钢 筋混凝土的使用寿命遥 因此到目前为止袁大部分研究集中在氯离子在 混凝土中的扩散规律上袁所建立的理论模型也多数基于 Fick 定律且 直接预测混凝土服役寿命渊截至钝化膜破坏时的寿命冤[6]遥
所以生产过程中对于零部件产生的缺陷对于产品的寿命有一定 的影响遥
揖参考文献铱 咱1暂姚卫星.结构疲劳寿命分析[M].国防工业出版社,2003. 咱2暂Thang Bui -Quoc.Cumulative damage with interaction effect due to fatigue under torsion loading[J].Experimental Mechanics,1982渊5冤:180-187. 咱3暂王正,王增全,何洪.随机载荷循环作用下的机械结构疲劳寿命预测模型[J].中 国机械工程,2012渊1冤. 咱4暂赵永祥.应变疲劳可靠性分析的现状与展望[J].机械工程学报袁2001袁17(11)院 1-6.
3冤氯盐腐蚀的防护措施主要有控制原材料氯离子含量尧在钢筋或 混凝土表面使用无机或有机涂层尧电化学法直接控制钢筋电化学腐蚀 过程三类袁事实上袁现实工程环境十分复杂袁往往需要结合施工特点综 合选用多种防护措施袁方能均衡利弊袁最大程度预防钢筋锈蚀袁增长钢 筋混凝土结构服役寿命遥
揖参考文献铱 咱员暂 王 晓 东 , 李 东 寅 , 李 国 瑞 . 混 凝 土 结 构 的 氯 盐 侵 蚀 与 钢 筋 锈 蚀 [J]. 工 程 建 设 , 2007,39渊2冤:26-30. 咱圆暂刘红,赵爽,陆加越袁等.氯盐侵蚀钢筋混凝土研究进展[J].山西建筑,2016,42
混凝土中的氯盐主要来源于拌制混凝土的原材料及外部环境[2]袁 例如混凝土拌合时掺入了含氯化物的减水剂尧 使用了海水或海砂袁混 凝土结构物地处盐碱地区或表面使用了除冰盐等都能够使混凝土结 构物内部氯盐浓度过高袁且研究表明氯盐重量达到混凝土重量的 0.1%至 0.2%时就很可能引起钢筋锈蚀[3]袁进而破坏混凝土结构遥
Science & Technology Vision
科技视界
浅析氯盐侵蚀对混凝土结构的影响
刘灿 (重庆交通大学河海学院袁中国 重庆 400074)
.
揖摘 要铱氯盐侵蚀是引起钢筋锈蚀的主要原因袁直接影响混凝土结构耐久性遥本文基于氯离子侵蚀混凝土机理袁讨论了氯盐腐蚀环境混凝 土寿命预测模型的进展及主要钢筋腐蚀防护措施袁简析了几种措施的优缺点遥
寿命限制降级到 8%遥对于评价平均试验循环使用的是几何算法袁而不 是算术算法袁得出的寿命限制 384939/771433=50%袁具体数据如下院
表 3 耐久性试验结果
设备
A 模块
B 模块
样本 1
88181
182000
失效前达到的循环数
样本 2
/
1722000 渊未破裂冤
样本 3
/
182000
平均试验循环数
国内袁赵铁军等[13]考虑氯离子扩散系数与时间尧水灰比尧外加剂的
关系袁以及近海工程结构氯离子表面浓度变化带来的影响袁建立新的
氯离子扩散模型曰余红发等 综 [14] 合考虑了氯离子与水泥水化产物结
合尧氯离子扩散系数的时间依赖性尧结构微裂缝等提出了修正模型遥
环向拉应力袁当此拉应力超过混凝土抗拉极限时混凝土开裂遥 3冤结构失效遥 由于混凝土开裂袁钢筋表面更容易积聚氯离子和氧
科技视界
表 2 A 模块和 B 模块等效寿命结果表
使用疲劳参数
A 模块
Smax院[MPa]
732
Smin院[MPa]
64
R=Smax/Smin
0.08
平均应力渊R=0.2冤
471
交变应力渊R=0.2冤
314
试验循环次数渊等效于飞机寿命冤
110353
试验循环次数渊乘以分散系数 6冤
662116
试验循环次数渊乘以分散系数 3冤
的临界氯离子浓度 Cc 代入式渊2冤袁得混凝土服役寿命为 tc院
蓘 f渊
Cs -Cc Cs -C0
冤
渊3冤
事实上袁扩散过程中氯离子将与水泥水化产物作用袁氯离子扩散
系数也可随温度尧湿度尧裂缝等发生变化袁因此国内外不少学者基于
Fick 第二定律提出修正模型遥 20 世纪 90 年代 Mangat[8]和 Maage[9]考虑 了时间对氯离子扩散系数的影响尧A mey 等[10]考虑了混凝土表面的氯离 子浓度是时间的函数并以此改变 Fick 扩散方程的边界条件尧2002 年 Kassir 等[11]根据实验得到了混凝土表面氯离子浓度与时间的指数关系尧 Mejbro 等考虑了氯离子扩散系数与时间尧环境尧养护条件及胶凝材料 有关对 Fick 原始扩散模型渊如式渊2冤所示冤进行改进[12]遥
/
384939
可达到的循环数
662116
771433
寿命限制
8%
50%
. All Rights Reserved.
3 结论
综合上述分析袁由于机加工缺陷袁对于 A 模块和 B 模块的寿命都 产生了一定的影响袁飞机设计使用寿命是 60000 个循环袁那么 A 模块 限制寿命为 60000*8%=4800袁B 模块限制寿命为 60000*50%=30000遥
2
坠C 坠t
=D
坠
C
2
坠x
渊1冤
其中袁C 为混凝土中氯离子浓度袁t 为氯离子在混凝土中的扩散时
间袁x 为混凝土表面厚度袁D 为扩散系数遥
若混凝土为半无限均质材料尧氯离子在混凝土中的扩散系数为常
数尧混凝土表面氯离子浓度为常数尧氯离子为一维扩散尧氯离子在扩散
过程中不与水泥水化产物发生作用袁则方程渊1冤有解析解[7]院
1 氯离子侵蚀机理
Al环l境氯下R离袁i氯子g离h主子t要侵s通蚀过R方扩e式散s可尧e渗能r透不v尧同e毛d院细混.吸凝附土等孔方隙式饱侵和蚀度混低凝时土以遥毛在细不吸同
收作用为主曰混凝土孔隙饱和时以常温扩散作用为主曰高压环境下以 渗透作用为主遥 一般情况下袁三种侵入方式可以同时存在袁但以扩散作 用为主[4]遥