通过单一氯盐溶液、氯盐 一硫酸盐混合盐溶液中带裂缝混凝土的浸泡试验 ，研究 了裂缝、硫酸根离子的存在对氯离子在
混凝土中扩散性能的影响。试验中先测定混凝土 中的总氯离子含量的分布规律，再使用电通量法来评价氯离子扩散性能 ，然后
运用 XRD测试方法对混凝土试验前后微观组成的变化进行了分析 。结果表明，裂缝能够扩大氯离子扩散系数 ，离裂缝越近 ，总
氯离子含量越高 ；硫酸根离子能够降低氯离子在混凝土的扩散性能；XRD图谱所反映的混凝土内部固相组成演变规律同样验证
了上述裂缝与硫酸根离子对氯离子扩散系数的影响。
关键词 ：混凝土；氯盐；硫酸盐；裂缝 ；扩散性能；XRD
中图分类号 ：TU528．01 文献标志码 ：A 文章编号 ：1002—3550(2015)08-0026-05
Influence of sulfate Ions to diffusion properties of chloride ion in the cracked concrete
SONG Likang ，W ANG Shuguang ，XU Feng ，LIU W eiqing ，ZHANG Hongguang
(College of Civil Engineering，Nanjing Technology University，Nanjing 211816，China)
Abstract：Through the immersion experiment ofthe cracked concrem specimens into both single chloride solution(NaC1)and composite
solution(NaCl and Na，SO )．the effects of the existences of crack and sulfate on the diffusion of chloride ions in concre~ was investi—
gated．The concentrations of chloride ions were firstly tested and the chloride diffusion was thcn evaluated by th e electric flux methOd．
XRD method was utilized t0 an alyze the erosion products of concrete after the imm ersion test．The experimental results show that the ex．
is~nce of crack can accelcrate the diffusion of chloride ions and the total concentration of chloride ion is higher ileal"the crack．Sulfate
ions can slowdown the diffusion progress of chloride ion in concrete．XRD patterns show th e evolutions of the intem al solid phase com —
position of concrete and verify the influences of crack and sulfate ions on the chloride diffusion coefficient．
Key words：concrete；chloride；sulfate；cracks；diffusion properties；XRD
0 引 言
随着城市交通的发展 ，地下轨道结构大 量出现。但地
下轨道结构的服役环境复杂 ，如地下水 中往往富含多种侵
蚀性离子 … ，对地下轨道结构 的耐久性 形成巨大 的挑 战 ，
其中影响最大的是硫酸根离子和氯离子。当钢筋表面的氯
离子浓度达到临界浓度 时 ，就会破坏 钢筋表面钝化 膜 ，
钢筋便会发生锈蚀 ，钢筋的锈蚀会影响混凝土结构的受
力性能 ，使得结构 的安全性和耐久性 大大降低。而硫酸 根
离子和混凝土水化物发生反应生成膨胀性 的腐蚀产物 ：石
膏和钙矾石 ，当混凝土 内部孔 隙、裂 缝无法为反应产 物
提供足够 的空间 时，材料 内部将 产生膨胀应力 ，甚 至造
成微观裂缝 的产生 ，最终导致 混凝 土材料 宏观性 能 的劣
化 。但在硫酸盐侵蚀初期 ，反应生成 的腐蚀产物较少 ，腐
蚀产物仅仅是密实 了孔 隙结 构、堵塞了裂缝 ，从而减缓 了
氯离子在混凝土中的扩散速率 。}昆凝土结构一般情况下都
是带裂缝工作 的，裂缝为两种离 子的侵 蚀提供便捷路 径 ，
裂缝 的宽度存在两个 阀值 ：下阀值 ，和 to 上 阀值 。。 ，当
裂缝宽度在 ‘o。一∞ 之间时 ，会 成倍放大 了侵蚀 离子的扩
散系数 ，从 而使混凝 土更 加容易产生损伤 。综 上所述
可知地下轨道结构的耐久性 问题 日益显著。
混凝土在单一氯盐 、单一硫酸盐 环境 中的相 关研究 ，
已有许多科研成果 “ ，但是对于裂缝宽度对 氯离子扩
散能力的影 响、氯盐和硫酸盐 的混合溶液相互作用下 的侵
蚀过程 尚未有 明确的认 识。本试验通过研究单 一氯盐 、氯
盐一硫酸盐混合盐溶液侵蚀作用下带裂缝混凝土 中总氯离
子含量分布情况 、电通量 的变化规律 、腐蚀产物 的 固相变
化规律 ，探讨裂缝和硫酸根离子对氯离子在混凝土 中扩散
性能的影响。
1 试 验 过 程

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