多因素作用下混凝土中氯离子扩散计算新方法
刘均利 ， 方 志
(1．湖南大学土木工程学院，湖南长沙410082；
2．桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室，广西桂林541004)
摘要：为改善现有氯离子扩散理论模型不能考虑计算期内大气温度、大气湿度随时间变化的不足，
在Fick第二定律基础上，提出了一个计算氯离子在混凝土中扩散的新方法．该方法不但能考虑水
灰比、龄期、温度、湿度、混凝土与氯离子结合能力的影响，而且能考虑混凝土结构服役期内大气温
度和大气湿度的时变效应．通过与理论模型和有限差分法计算结果的对比，验证了该方法的正确
性和有效性．
关键词：混凝土；氯离子；扩散系数；气候变化
中图分类号：TU528．01 文献标志码：A doi：10．3969／．]．issn．1007—9629．2013．05．007
New M ethod to Calculate Chloride Ion Diffusion in Concrete under
Influences of M ultiple Durability Factors
L Jun—li ， FANG Zhi
(1．School of Civil Engineering，H unan University，Changsha 410082，China；2． Guangxi Key Laboratory of
Geomechanics and Geotechnical Engineering，Guilin University of Technology，Guilin 54 1 004，China)
Abstract：Existing analytical chloride ion diffusion mode1 can not be used to consider the time—invitation
effect of temperature and relative humidity in computation period．Based on the Fick’S second law，a new
method to calculate chloride ion diffusivity was established。which considers not only the influences of wa—
ter—cement ratio，time and chloride ion binding capacity of concrete，but also considers the time—variant
effect of temperature and humidity．The validity of the new model was verified through the comparison of
results between the proposed method and the existing analytic／numerical mode1．The application scope of
this method iS wider than that of the analytical diffusion mode1．
Key words：concrete；chloride ion；diffusion coefficient；climate change
氯离子侵蚀是混凝土结构发生耐久性破坏的主
要因素之一．计算氯离子在混凝土中的扩散主要有
数值计算方法和解析方法．数值计算方法能模拟各
种边界条件和影响因素，结果精确，但需要编程，计
算量大，不便于工程应用．描述氯离子扩散的偏微分
方程求解较为复杂，目前已有不同边界条件、扩散系
数的不同时变规律和不同结构体型的理论解，如
Collepardi等 采用Fick第二定律得出了氯离子扩
散的解析解，但由于扩散系数D是一个随时间变化
的函数，Collepardi模型与实际工程误差较大；余红
发等[2 在Fick第二定律基础上，提出了综合考虑
氯离子结合能力、氯离子扩散系数随龄期衰减和结
构微缺陷影响的混凝土中氯离子扩散方程；孟宪强
等『6 综合考虑了影响氯离子扩散系数的时间效应、

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