海洋大气区预应力混凝土结构氯离子侵蚀模型分析

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发布时间：2021-09-16

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海洋大气区预应力混凝土结构氯离子侵蚀模型分析
徐洁，李少龙，张少华。强南山。
(1．江苏大学土木工程与力学学院，江苏镇江212013；2．镇江市体育会展中心建设办公室，江苏镇江212000
3．镇江市城市干道工程建设办公室，江苏镇江212001)
摘要：结合已有预应力混凝土结构氯离子侵蚀模型，提出应力水平和环境因素(包括温度和湿度等)对在海洋大气区自由氯离
子扩散的影响作用。利用连云港港区环境资料和码头预应力混凝土横梁氯离子浓度检测结果，得出服役39年后的预应力混凝土结
构内的氯离子浓度分布状况及扩散参数。该地区氯离子浓度分布出现两个波峰，对应氯离子浓度峰值m⋯。 m 。在第二个波峰后，
自由氯离子浓度分布曲线平滑下降，同时验证了该改进模型适用于现场实际工程。
关键词：海洋大气区；氯离子；预应力混凝土结构；环境因素；分布模型
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2014)12～0007—04
Analysis of chloride erosion model for pre-concrete structures in m arine atmosphere zone
XUJie ，LIShaolong 2，ZHANGShaohua 2，QIANGNanshan
(1．FacultyofCivilEngineering andMechanics，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China；2．Zhenjiang SpotsExhibitionCenter
ConstructionOfice，Zhenjiang212000，China；3．ZhenjiangUrbanTrunkRoadConstructionOfice，Zhenjiang 212001，China)
Abstract： With the existing chloride ion erosion mode1 for prestressed concrete structures has been used．It’S discovered that chloride ion
diffusion arc。effect by environmental factors(including temperature and humidity and SO on．)and the stress level in the marine atmosphere
zone．Our in、iestigation of the external environment in the Lian—ytm—gang Port and the chloride ion concentration monitoring has showed
that the pre．concrete structures which iS service for 39 years has two extremes of its chloride ion distribution CLtl~C．There are two peaks in
these chloride ion concentration distribution curve，as can be seen the corresponding chloride ion concentration values are m l>mrrm2．After
the second peak，the flee chloride ion concentration distribution curve smoothing down，an d the diffusion parameters verify the model
can be used：in the marine environment．
Key words： marine atmosphere zone；chloride diffusion；pre—concrete structure；environmental factors；diffusion model
0 引言
混凝土结构的耐久性问题一直为工程界所关注，因氯
离子侵蚀所造成的钢筋锈蚀而导致结构物耐久性不足甚
至失效在近海地区非常普遍【1]。对于预应力混凝土结构而
言，氯离子侵蚀是导致耐久性过早破坏的一个重要原因。
涂永明等人闭通过对不同应力状态下混凝土结构在盐雾区
的侵蚀试验，得出氯离子的扩散系数与混凝土应力水平有
关，拉应力会增大混凝土内的氯离子扩散系数，而压应力
则会减小混凝土内的氯离子扩散系数。
沿海地区的氯离子主要来源于海水、盐雾等。对于海
洋大气环境而言，盐雾中氯离子含量、盐雾沉降量、盐雾干
湿循环周期及所处区域的温湿度等对氯离子在混凝土中
的传输及侵蚀作用有着很大的影响。刘军等人通过室内试
验和实际结构检测数据，研究了临海大气区氯离子在混凝
土中的扩散模型。并根据试验以及现场盐雾氯离子在混凝
土结构中的扩散规律，提出环境系数的概念，修正了不同
盐雾环境对氯离子扩散的影响，提出了其数值受环境温湿
度、风力和风向等因素影响的概念【3】。
本研究对已有预应力混凝土结构在海洋大气环境下
的氯离子侵蚀模型进行了改进，通过对连云港某码头海洋
大气区的环境参数和混凝土实际应力水平的调查和预应
力混凝土箱梁内的氯离子浓度的现场检测数据，分析了改
进模型在实际工程中的适用性。
1 氯离子扩散影响因素
1．1 海洋大气区预应力混凝土结构c1一扩散模型
就海洋大气区而言，氯离子的侵蚀方式是多种侵人方
式同时存在的，此外还受到混凝土材料与氯离子之间的化
学、物理作用等，尽管氯离子在混凝土中的传输机理十分