多因素作用下钢筋混凝土构件氯离子扩散系数模型

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发布时间：2021-09-11

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多因素作用下钢筋混凝土构件氯离子扩散系数模型
滕海文
(北京工业大学a．建筑工程学院；b．
，舒正昌，黄颖
城市与工程安全减灾省部
，霍达
共建教育部重点实验室，北京100124)
摘要：通过对钢筋混凝土氯离子侵蚀机理的分析，在Fick第二扩散定律基础上，建立了综合考虑
水灰比、湿度、时间、温度、混凝土材料对氯离子结合作用等多因素作用下的氯离子侵蚀模型，并给
出了考虑边界条件的侵蚀模型数学解。通过对长期现场暴露试验数据分析，验证了该侵蚀模型的
有效性和可靠性。与传统的Fick第二扩散定律模型对比并分析得：该模型不仅能反映结构实际受
氯盐侵蚀的发展趋势和混凝土不同深度处的氯离子浓度，而且能预测不同时期钢筋处的氯离子含
量和钢筋开始锈蚀时间。
关键词：侵蚀；扩散系数；多因素；钢筋混凝土构件
中图分类号：TU528．01 文献标志码：A 文章编号：1674—4764(2011)01—0012—05
Chloride Ion Diffusion Coefficient M odel of R．C．
Elements under M ultiple Factors
TENG Hal—wen。， SHU Zheng-chang。，HUANG Ying。，HUO Da。，
(a． College of Architecture and Civil Engineering；b． Key Lab of Urban Security
and Disaster Engineering。MOE，Beijing University of Technology，Beijing 100124，P．R．China)
Abstract：Based on the analysis of chloride ion—induced erosion mechanism of reinforced concrete and the
Fick s second law ，a multi～factor model of the chloride ion erosion is established． In this model， the
influences of water—cement ratio， humidity，time， temperature， and chloride ion binding capacity of
concrete are taken into consideration， and the m athematic solution to the new model is provided by
COnsidering the boundary conditions． The new model is verified by analyzing the long—term exposed
experiment data． Compared with the traditional model of Fick s second law ， the model can indicate the
development trend of the structure eroded by chloride and the chloride ion concentration in different depth，
and at the same time，it can predicate the chlorine ion concentration on rebar surface in different corrosion
periods and the initiation corrosion time of reinforcem ent．
Key words：erosion；diffusion coefficient；m ultiple factors；R．C． elem ents
影响混凝土结构耐久性的因素中，钢筋锈蚀是
最主要的原因之一，而钝化膜破坏是钢筋锈蚀的“元
凶”。在无杂散电流环境中，混凝土中性化和钢筋表
面有一定浓度的游离Cl一是导致钢筋钝化膜破坏的
2个主要因素Ⅲ ，通常认为后者即氯离子侵蚀引起
的钢筋锈蚀最为直接、严重和普遍。
混凝土结构在氯盐环境下的使用寿命取决于混
凝土的氯离子渗透性能，而氯离子扩散系数是反映