文档介绍：混凝土孔结构及***离子扩散
你现在浏览的是第一页，共30页
杭州湾大桥
你现在浏览的是第二页，共30页
港珠澳大桥耐久性设计
（全长50km）设计年限100年）
你现在浏览的是第三页，共30页
实际混凝土结构耐久小混凝土的孔隙率，提高混凝土的抗透性
你现在浏览的是第十五页，共30页
、~50nm、50~100nm、大于100nm等4级。他认为，只有其中大于100nm的孔才影响混凝土的强度和渗透性。
二、 孔径分布
你现在浏览的是第十六页，共30页
吴中伟院士根据孔径可分小于20nm、20~50nm、50~200nm、大于200nm等4级。其中孔径大于50nm以上的对混凝土强度和耐久性危害较大，小于20nm的孔隙对混凝土性能影响极微。
你现在浏览的是第十七页，共30页
28d不同水灰比混凝土孔径分布
你现在浏览的是第十八页，共30页
你现在浏览的是第十九页，共30页
水泥石孔隙与渗透性间关系
a) 高孔隙，低渗透性
b) 高孔隙，高渗透性
c) 高孔隙，无渗透性
d) 低孔隙，高渗透性
孔结构与渗透性间关系
你现在浏览的是第二十页，共30页
三、混凝土中的***离子扩散模型
硬化水泥浆体和混凝土是多孔材料: 海水或除冰盐中的***离子能渗入混凝土中，主要通过以下五种机理向硬化混凝土中渗透和传输(I ) 静水压下的对流, (2) 毛细管吸附作用,(3 ) 扩散,(4 ) 热迁移和(5 ) 电迁移。
其中, 扩散、对流、电迁移是主要的3种迁移方式,研究表明,对流主要发生在干湿交替区混凝土表层,电迁移只发生在含外加电场的结构,而扩散作用贯穿于混凝土结构主体,而且在对流和电迁移过程中也伴随着扩散作用, 因而扩散成为主要的传输方式。此外,***离子在扩散过程中还受表面***离子浓度、胶凝材料吸附等多因素藕合的影响。因此,建立合适的扩散模型选择恰当方法求解,成为国内外学者研究的热点和重点问题之一。
你现在浏览的是第二十一页，共30页
1970年CollePardi 等最先提倡用Fick第二扩散定律来描述***离子在混凝土中的表观扩散行为,其基本假设如下:1）混凝土是半无限大的均匀介质; 2）混凝土的扩散是一维的; 3） ***离子不与混凝土发生吸附和结合，即混凝土的***离子结合能力为零；4）***离子扩散系数是一个常数; 5）边界条件即暴露表面的***离子浓度是常数
据此,Fick第二扩散定律的扩散方程为
你现在浏览的是第二十二页，共30页
c k 第二定律描述混凝土***离子扩散模型存在的理论问题
Fick 第二扩散定律的简单公式是基于一维的半无限大介质, 考虑的条件过于理想化, 对混凝土并没有普适意义.
其实, 实际混凝土的***离子扩散过程难以用理想化模型描述, 它并不满足Fick 第二扩散定律的上述理论条件, 主要存在8 个方面的问题:
你现在浏览的是第二十三页，共30页
1）混凝土是非均质材料,它在形成和使用过程中存在结构微缺陷或损伤;
2）混凝土结构通常不是无限大的;
3）实际结构一般有多个暴露面,即***离子扩散不是一维的, 往往是二维或三维的;
4）***离子扩散系数是随龄期而减小的;
5）混凝土在荷载、环境和气候等因素作用下产生的结构微缺陷对***离子扩散有加速作用;
6）***离子与混凝土发生了结合和吸附,即混凝土具有一定的***离子结合能力;
7）在较高的自由***离子浓度范围内,混凝土的***离子结合能力具有典型的非线性特征;
8） 混凝土表面***离子浓度(即边界条件)是随着时间推移而逐渐增加的动态变化过程,最终与环境介质的浓度相当, 或达到平衡。
你现在浏览的是第二十四页，共30页
考虑扩散系数的时间依赖性的Mangat理论模型
考虑扩散系数的时间依赖性的Mage理论模型
考虑线性函数和幂函数边界条件的Amey理论模型
考虑指数函数边界条件的Kassi:理论模型
欧洲DuraCrete项目的Mejlbro理论模型
第二扩散定律的修正
你现在浏览的是第二十五页，共30页
水灰比对硬化水泥浆体和混凝土渗透性的影响
你现在浏览的是第二十六页，共30页
深圳大学刘军 研究了砼***离子扩散系数与孔结构的关系
孔隙率、平均孔径与混凝土***离子扩散系数的关系图
国内学者的研究
你现在浏览的是第二十七页，共30页
加载与未加载情况下受弯简支梁***离子分布
浙江大学金伟良 研究了***离子在受荷混凝土