非饱和混凝土氯离子传输细观研究

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2018.11.011

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2018, Vol. 46 ›› Issue (11): 76-82.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2018.11.011

非饱和混凝土氯离子传输细观研究

申林¹ 陈定市^2,3† 李万恒¹ 赵尚传¹

1．交通运输部公路科学研究所桥梁隧道研究中心，北京 100088;
2．中交第一公路勘察设计研究院有限公司桥梁工程设计院，陕西西安 710064;
3．长安大学旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室，陕西西安 710064

收稿日期:2018-06-08 修回日期:2018-06-28 出版日期:2018-11-25 发布日期:2018-10-02
通信作者: 陈定市( 1988) ，男，硕士，主要从事混凝土耐久性能的研究 E-mail:291712544@qq.com
作者简介:申林( 1987) ，男，博士，主要从事混凝土耐久性能的研究
基金资助:
中央级公益性科研院所基本科研业务费资助项目( 2017-9023) ;
交通运输部建设科技项目( 2013318223040， 2015318814190)

Mesoscopic and Stochastic Research on Chloride Ion Transport in Unsaturated Concrete

SHEN Lin¹ CHEN Dingshi^2,3 LI Wanheng¹ ZHAO Shangchuan¹

1．Ｒesearch Centre for Bridge and Tunnel，Ｒesearch Institute of Highway，the Ministry of Transport，Beijing 100088，China;
2． Design Center of Bridge，CCCC First Highway Consultants Co．，Ltd．，Xi’an 710064，Shaanxi，China;
3． Key Laboratory of Bridge Detection and Ｒeinforcement Technology of Ministry of Transport，Chang’an University，Xi’an 710064，Shaanxi，China

Received:2018-06-08 Revised:2018-06-28 Online:2018-11-25 Published:2018-10-02
Contact: 陈定市( 1988) ，男，硕士，主要从事混凝土耐久性能的研究 E-mail:291712544@qq.com
About author:申林( 1987) ，男，博士，主要从事混凝土耐久性能的研究
Supported by:
The Construction Science and Technology Projects of the Ministry of Transport( 2013318223040， 2015318814190)

摘要/Abstract

摘要： 为研究非饱水状态混凝土中氯离子的侵蚀问题，根据混凝土在干湿循环过程的水分迁移的特点，考虑混凝土中氯离子传输的影响因素，推导出非饱水状态下水分-氯离子传输对流-扩散耦合方程。融合氯离子侵蚀数值模型与细观随机混凝土模型，总结得到了非饱水混凝土中氯离子传输的一般规律。研究结果表明：物质传输受骨料的影响其路径和浓度梯度方向变得复杂。混凝土骨料对氯离子浓度存在较大的影响，且氯离子浓度分布存在聚聚效应。不同于混凝土表层，由于对流和扩散的共同作用，靠近内部区域的氯离子浓度在湿润过程浓度上升，在干燥过程浓度下降，湿润过程中的骨料周围氯离子浓度聚聚效应更加显著。研究成果可为非饱水状态混凝土中氯离子的传输机理提供参考。

关键词: 桥梁工程, 非饱水混凝土, 细观层次, 氯离子含量, 随机性

Abstract: In order to study the law of chloride ion erosion in unsaturated concrete of concrete bridges on service, a multi-factor modified model of chlorine ion transport for saturated concrete was established based on the characteristics of moisture migration in dry-wet circulation process and the influence factors of chloride ion transmission.It derived the coupling equations of water-chlorine transport convection-diffusion under non-saturated conditions.By integrating the macroscopical numerical model of chloride ion erosion with the mesoscopic random concrete model, a random mesoscopic study method for non-saturated chloride ion-eroded concrete was presented,and it summarize the rules that chloride ion transport in unsaturated concrete. The results indicate that the concentration of chloride ion concentration around the aggregate was significant.Different from the surface of concrete ,the aggregates have a great influence on the size and position of the chloride ion concentration peak. The concentration increased in wetting process , and decreased in drying stage due to the combined effect of convection and diffusion for the interior area .The research results for non-saturated concrete chloride ion transport mechanism provides a reference.

Key words: bridge engineering, unsaturated concrete, mesoscopic level, chloride ion concentration, stochastic characteristic

中图分类号:

U414

申林陈定市李万恒赵尚传. 非饱和混凝土氯离子传输细观研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2018, 46(11): 76-82.

SHEN Lin CHEN Dingshi LI Wanheng ZHAO Shangchuan. Mesoscopic and Stochastic Research on Chloride Ion Transport in Unsaturated Concrete[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2018, 46(11): 76-82.

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非饱和混凝土氯离子传输细观研究

Mesoscopic and Stochastic Research on Chloride Ion Transport in Unsaturated Concrete

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