混凝土在海洋暴露过程中的氯离子渗透研究 - 海洋工程.pdf

第３３卷第５期 海 洋 工 程 Ｖｏｌ. ３３ Ｎｏ. ５ ２０１５年９月 ＴＨＥ ＯＣＥＡＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｓｅｐ. ２０１５ 　 　 文章编号:１００５￣９８６５(２０１５)０５￣０６０￣０６ 混凝土在海洋暴露过程中的氯离子渗透研究 薛　 焕ꎬ金祖权ꎬ王晓杰 (青岛理工大学 土木学院ꎬ山东 青岛　 ２６６０３３) 摘　 要:将矿粉掺量０％~６５％、粉煤灰掺量０％~３０％混凝土置于海洋大气区、潮汐区２年ꎬ研究海洋不同区域、矿粉掺量、粉煤 灰掺量对混凝土中氯离子渗透规律的影响ꎮ 结果表明:混凝土在海洋环境下暴露２年ꎬ氯离子质量分数随着渗透深度的增加 而减小ꎬ最后趋于稳定ꎻ海洋潮汐区腐蚀混凝土氯离子传输受扩散机制控制ꎬ而大气区腐蚀混凝土受到扩散和毛细吸附双重 机制控制ꎮ 随着腐蚀龄期的增加ꎬ混凝土中氯离子侵蚀深度增加ꎬ表面层氯离子浓度线性增加ꎮ 潮汐区腐蚀混凝土的氯离子 浓度高于大气区腐蚀混凝土ꎬ但其表观氯离子扩散系数小于大气区腐蚀混凝土ꎮ 粉煤灰和矿粉掺量对于混凝土的抗氯离子 渗透能力而言ꎬ其最优值分别为１５％、３０％ꎮ 关键词:混凝土ꎻ粉煤灰ꎻ矿粉ꎻ海洋ꎻ氯离子ꎻ腐蚀龄期 中图分类号:ＴＵ５２８　 　 　 文献标志码:Ａ　 　 　 ＤＯＩ:１０.１６４８３/ ｊ.ｉｓｓｎ.１００５￣９８６５.２０１５.０５.００８ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｉｎｔｏ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ ｍａｒｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｆｏｒ ａ ｌｏｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ＸＵＥ ＨｕａｎꎬＪＩＮ ＺｕｑｕａｎꎬＷＡＮＧ Ｘｉａｏｊｉｅ (Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＱｉｎｇｄａｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＱｉｎｇｄａｏ ２６６０３３ꎬＣｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｃｏｎｃｒｅｔｅｓｗｉｔｈ ０％~６５％ ｓｌａｇ ａｎｄ０％~３０％ ｆｌｙ ａｓｈｗｅｒｅｐｌａｃｅｄ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｚｏｎｅ ａｎｄｔｉｄａｌ ｚｏｎｅｏｆ ｍａｒｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｆｏｒ ２ ｙｅａｒｓ. Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｍａｒｉｎｅ ｚｏｎｅꎬＧＧＢＳ ａｎｄ ｆｌｙ ａｓｈ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｉｎｔｏ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ. Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅꎬｆｉｎａｌｌｙ ｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ｂｅ ｓｔａｂｌｅ. Ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎ ｉｎｔｏ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ ｍａｒｉｎｅ ｔｉｄａｌ ｚｏｎｅ ｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ. Ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｐｅｎｅｔｒａｔｅｄ ｉｎｔｏ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｚｏｎｅ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｘｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｃａｐｉｌｌａｒｙ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ. Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｇｅꎬｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｆ ｃｈｌｏｒｉｄｅｉｏｎｓｉｎｃｒｅａｓｅｓꎬａｎｄｔｈｅｃｈｌｏｒｉｄｅｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｌｉｎｅａｒｌｙ.Ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｅｘｐｏｓｅｄｔｏｔｉｄａｌｚｏｎｅｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｔｏａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｚｏｎｅ.Ｂｕｔｔｈｅａｐｐａｒｅｎｔｃｈｌｏｒｉｄｅ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｒｄｅｒ ｉｓ ｔｈｅ