鋼筋表面氯離子濃度預測實用模型及數值研究

陳宣東，陳 平，梁秋群，劉光焰，明 陽

(1.廣西建筑新能源與節能重點實驗室，桂林 541004;2.桂林理工大學土木與建筑工程學院，桂林 541004; 3.桂林理工大學理學院，桂林 541004)

0 引 言

隨著我國地下軌道交通的迅速發展，地下軌道交通安全性問題引起了人們的廣泛關注[1-2]。鋼筋混凝土是建設地鐵的主要材料，其耐久性對地鐵使用壽命的評估有著極其重要的作用。氯離子侵蝕促進混凝土中鋼筋的銹蝕，因此氯離子是影響鋼筋混凝土耐久性的重要原因之一[3]。

國內外諸多學者對氯離子擴散機理做了廣泛理論與試驗的研究[4-6]，建立了不同環境下氯離子在混凝土中的擴散模型；隨著計算機技術的發展，計算機數值模擬得到越來越廣泛的應用[6-10]。仿真技術在彌補試驗的不足和減少試驗成本上起著重要作用[11]，特別是在彌補試驗缺陷方面發揮著重大作用。文獻[4,5,12-14]利用各類有限元軟件模擬了氯離子在混凝土中的擴散過程；與試驗相比較，有限元仿真動態呈現氯離子在混凝土內部傳輸的過程，并且可以較好地揭示不同因素的影響。然而，現有的研究主要集中在氯離子擴散理論模型的建立，通過求解復雜的偏微分方程組，得出氯離子在混凝土中的分布；而對于實際工程中，鋼筋表面氯離子濃度是工程師關注的重點，不同強度等級的混凝土骨料率也是不同的，骨料率的變化也會引起鋼筋表面氯離子濃度分布的變化[15]。因此，建立鋼筋表面氯離子濃度預測實用模型對實際工程具有十分重要意義。……