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干湿循环条件下氯盐侵蚀混凝土的试验分析 　　摘要：氯盐侵蚀对混凝土的耐久性影响很大，而早龄期混凝土在干湿循环作用下的抗氯离子侵蚀能力远弱于在全浸泡条件下的抗侵蚀能力，氯离子在两种条件下的传输方式有着一定的区别。通过试验作出相应分析，能够为工程实际提供一定的理论支持。 　　关键词： 氯盐侵蚀；干湿循环；早龄期；扩散 　　The experimental analysis of chloride erosion in concrete under dry-wet cycling 　　Wu Xuanze Cui donghao Chen Da Chen Jinzhen Zhang Wei 　　School of civil engineering Southeast University Nan Jing 210000 　　Abstract： Chloride erosion has great impact on the durability of concrete， and early age concrete has weaker resistance to chloride ion in the wet and dry cycle than that in the conditions of full immersion， chlorine ions in the two conditions transmission has a certain distinction. Accordingly analyzed by experiment， it is possible for the project to provide practical theoretical support. 　　Key words： chloride erosion dry-wet cycling diffusion early age 　　一、 引言 　　钢筋混凝土结合了混凝土和钢筋的优点，造价较低、性能良好，是土木工程设计的首选材料[1]。然而，钢筋混凝土往往因为钢筋锈蚀而开裂从而提前失效，未能达到预计的服役寿命。氯盐侵蚀是导致钢筋锈蚀的主要原因。当混凝土中钢筋表面的Cl-的含量达到某一极限值以后，钢筋表面的钝化膜破坏，露出了铁基体，形成腐蚀电池，金属铁变成铁锈，体积膨胀直至原钢筋体积的2-10倍，混凝土保护层发生开裂破坏，结构承载能力降低，并逐步劣化破坏。 　　二、 氯离子扩散模型 　　氯离子通过混凝土内部的微裂缝、孔隙从周围环境向混凝土内部传递。氯离子侵入混凝土的方式主要有： 　　1、 毛细管作用：氯离子随水一起通过连通毛细孔向内部迁移 　　2、 渗透作用：由于水压力的存在，氯离子从压力较高的地方向压力较低处移动 　　3、 扩散作用：由于浓度差的存在，氯离子从浓度高的地方向浓度低的地方移动 　　4、 对流作用：由于干湿交替，在湿度梯度的作用下，氯离子发生对流 　　5、 电化学迁移：由于电位差的存在，氯离子从电位低的地方向电位高的地方移动[2] 　　在上述5种方式中，氯盐侵蚀混凝土的最主要方式是通过溶于混凝土孔溶液内的氯离子扩散，因此大多数研究都是基于Fick第二定律展开的。Fick第二定律简洁性较好，且和实测结果之间吻合度较高，现在已经成为预测氯离子在混凝土中扩散的经典方法。 　　假定混凝土中的孔隙分布是均匀的，氯离子在混凝土中扩散是一维扩散行为，浓度梯度仅沿着暴露表面到钢筋表面方向变化，Fick第二定律可以表示为[3]： 　　（1） 　　式中： ―氯离子浓度（%），一般以氯离子占水泥或混凝土重量百分比表示； 　　―时间（年）； 　　―位置（cm）； 　　―扩散系数。 　　三、 氯离子侵蚀钢筋混凝土的破坏机理 　　3.1局部酸化、破坏钝化膜 　　水泥中含有可溶性的钙、钠、钾等碱金属氧化物，这些氧化物在水泥水化时，会与水反应生成碱性很强的氢氧化物，从而为钢筋提供了一个对其非常有利的碱性环境（pH值为12-13）。在这样的环境下，钢筋表面就会生成一层致密的“钝化膜”，分子和离子很难穿过。 　　碱性环境下，钢筋表面形成钝化膜是一个电化学的反应过程。 　　首先，OH-发生氧化反应，失去电子，生成水和活性氧原子： 　　2OH- [O]+H2O+2e- 　　随后，反应生成的[O]吸附于金属表面，由于金属的电子流动性较强，[O]夺取电子形成氧离子，从而在金属表面产生高压电和双电层： 　　[O]+2e-（金属中） O2- 　　在双层电力场的作用下，氧离子有可能挤入金属离子晶格之中，也有可能会把金属离子拉出金属表面，与其形成金属氧化物。 　　阳极区的电化学综合反应式为： 　　2OH