杂散电流影响下氯离子向混凝土内部的传输特征
耿 健 ， 丁庆军。， 孙家瑛 ， 孙炳楠
(1．浙江大学宁波理工学院绿色建材与废弃物资源化研究中心，浙江宁波315100；
2．浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310058；3．武汉理工大学材料科学与工程学院，湖北武汉430070)
摘要：利用加载直流电场模拟杂散电流的方法，对杂散电流存在情况下氯离子向混凝土内部的传
输特征进行了研究．结果表明：杂散电流的存在会明显加速氯离子向混凝土内部的传输，同时随着
杂散电流作用时间的延长和电流强度的增大，杂散电流对氯离子传输的加速作用越发明显．此外，
与无杂散电流情况下氯离子在混凝土内部均匀扩散的特点相比，杂散电流的存在使得氯离子在混
凝土内部的渗透面变为一个抛物面，并且在垂直钢筋的方向上氯离子侵入深度最大．
关键词：杂散电流；氯离子；传输特征；混凝土；耐久性
中图分类号：TU528．01；TB321 文献标志码：A doi：10．3969／j．issn．1007—9629．2010．01．025
Transport Characteristics of Chloride Ion in Concrete with Stray Current
GENG Jian ～， DING Qing—jun。， SUN Jia—ying ， SUN Bing-nan ’。
(1．Research Center of Green Building Materials and W aste Resources Reuse，Ningbo Institute of Technology，Zhejiang
University，Ningbo 315i00，China；2．College of Civil Engineering and Architecture，Zhejiang University，Hangzhou
310058，China；3．School of M aterials Science and Engineering，W uhan University of Technology，W uhan 430070，China)
Abstract：The transport characteristics of chloride ion into concrete with stray current was investigated by
loading direct current simulating stray current test．The results indicate that the transport of chloride ion
into concrete is accelerated when stray current is imposed，and this effect is enhanced with the extending
presence and the increasing intensity of stray current． In contrast with the uniform transport characteris—
tics of chloride ion into concrete without stray current，the permeable zone is parabolic dish，the penetra—
tion depth of chloride ion is maximum along the direction perpendicular to the steel bar．
Key words：stray current；chloride ion；transport characteristics；concrete；durability
在自然环境条件下，氯离子主要通过混凝土表
面的微裂纹、内部孔隙及水泥石一集料界面过渡区
的薄弱处向混凝土内部侵入，这是一个缓慢而又复
杂的过程，并涉及许多机理．尽管如此，氯离子在混
凝土内部的传输仍被认为是以扩散为主，其传输过
程可以用Fick第二定律加以描述_1 ]．基于此，国内
外很多学者开展了氯盐污染环境下的混凝土使用寿
命预测方法研究 ]．
然而，对用于地铁、轻轨等工程的钢筋混凝土来
说，由于机车在运行过程中会有部分直流电通过钢
轨泄漏到混凝土结构中，从而形成杂散电流，受该电
流的影响，氯离子在混凝土内部的传输速度和方向
均有可能发生改变，其对混凝土耐久性将造成更为
严重的威胁[9-113．这种情况下的氯离子传输过程受
扩散和电传输共同作用的影响，因此该类工程的混
凝土结构耐久性寿命预测方法也应与一般工程有所
不同，然而目前对此尚无系统的研究．本文将对上述
现象进行研究，并讨论其与自然环境条件下氯离子
扩散过程的差别，为该条件下的混凝土结构耐久性
寿命预测提供理论参考依据．

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