滨海相盐渍土中混凝土结构物防腐分析

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发布时间：2022-07-02

资料介绍

【摘要】在分析连云港盐渍土工程特性的基础上,根据氯离子扩散规律,研究了盐渍土中混凝土结构物的
腐蚀特性,分析了增加保护层厚度的防腐效果。
【关键词】滨海相;盐渍土；混凝土；腐蚀
【中图分类号】 TU528.33
【文献标识码】
B
【文章编号】 1001 -6864(2013 )01 -0008 - 03
连云港频临东海,是江苏省境内的典型滨海相盐渍土
固相对氯离子有吸附作用,形成结合氯离子,减小孔隙溶液
分布区域。滨海相盐渍土以氯盐盐渍土为主,氯盐严重威
中的自由氯离子浓度。Tang和 Nilssonlel认为新鲜的混凝土
胁钢筋混凝土结构物的安全性11。在沿海地区由于氯盐的
内部氯离子含量小于 1.773kg/m’,结合氯离子和自由氯离
腐蚀,致使钢筋混凝土结构发生早期腐蚀破坏,已成为随处
子的关系可以采用Langmur 等温线表示。多重离子的扩散
可见的现象[3]。交通部四航局科研所对华东地区18座混
过程在孔隙溶液中会产生耦合扩散电场,氯离子扩散过程
凝土码头腐蚀性的调查结果表明,80%以上的混凝土码头
的迁移速度与电场的强度、离子电荷数目和直径大小呈比
在使用后5-10 年,就出现严重腐蚀性破坏现象。以连云港
例。在混凝土饱和的孔隙溶液中,氯离子的迁移速度比本
地区为例,1976年建成码头,1980年就发现因氯盐腐蚀产生
体溶液低2~3个数量级。新鲜混凝土的孔隙处于非饱和状
的裂缝，到1985年上部结构普遍出现顺筋裂缝。滨海盐渍
态,水分在毛细作用下侵人混凝土孔隙中,需要长时间达到
土环境引起混凝土的腐蚀作用,已成为威胁滨海环境混凝
混凝土内外的水分平衡。Samsom等（2007）[]指出，混凝土
土结构安全性的最主要因素13-31。盐渍土环境中钢筋混凝
孔隙结构处于非饱和状态,需要考虑非饱和毛细作用对混
土结构物的耐久性问题是迫切需要解决的问题,盐渍土环
凝土内水分迁移的影响。
境中结构物耐久性设计已成为结构工程学科研究的前沿课
在结合作用、电场作用和非饱和毛细作用的耦合作用
题。文中在建立盐渍土环境中氯离子扩散侵人模型的基础
下,混凝土孔隙内氯离子迁移方程表示为：
上,确定混凝土内氯离子达到腐蚀临界浓度的时间,评价混
ac
-= ☑ -[sD,V( 0C() +
YDD.00.☑+ CD.☑ （2）
4/
凝土的耐久性,文中还分析了增加保护层厚度的防腐蚀
.
效果。
C = c + sec:
（3）
1 氯离子扩散规律
v2V+
F( Z :,C + w)
=0
(4)
6
0
0.05
0.1
0.15
0.2
式中，为混凝土的孔隙率；C|为总氯离子浓度,C 为
0
结合氯离子浓度，C 为自由氯离子浓度。一般情况下,C:
录制
=seC 。
2
扩散方程的初始条件为：
调查数据
c.=C , t =0,x >0,V=O,t =0,x>0,G= 0. , =0,x >0。
3
抛物拟合线
线性拟合
扩散方程的边界条件为：
x =0:C=Cg,t>0;x =L:8C/ ax =0,t >0;
氯离子浓度/% * em-3
￥=0;V=0,t>O;* =L:8V/ax =0,t>0;
图1 连云港地区盐溃土氯离子含量垂直分布
x=0:0=1,t>0;x=L: ao/ar =0,t>0。
将 a . C 作为一个整体,对式(2)采用隐式差分格式
连云港地区盐渍土随深度分布如图 1 所示。盐渍土氯
求解。主要计算参数为:保护层厚度L =75mm,扩散系数
离子含量在地表向下2m范围内数值比较大。氯离子含量
D,=5.35 x10-"m/s, tr = 28d。氯离子浓度随身不变化
沿深度分布曲线可用抛物线表示：
规律采用式(1)表示。
7.83
非饱和渗流和饱和渗流作用下氯离子迁移深度的计算
C=0.2-
：
(1)
163.05 1000
结果如图2所示。饱和渗流作用下,氯离子主要在浓度梯度
式中,C为氯离子浓度；为深度。
和扩散电场作用下进行扩散迁移。新鲜混凝土在毛细作用
盐渍土环境中,氯离子迁移主要是扩散作用。混凝土
下,富集在混凝土表面,氯离子富集层的厚度大约为2mm，