饱和状态下干湿区水泥基材料水分子与氯离子扩散行为研究

蒋建，李宇翰

（南京理工大学泰州科技学院 城市建设与设计学院，江苏 泰州 225300）

0 引言

在生产和服役过程中,水泥基材料面临着严重的耐久性问题。造成水泥基材料耐久性降低的破坏形式有很多，氯离子侵蚀则是主要原因。海洋地区、内地盐湖以及使用除冰盐的寒冷地区的水泥基材料最易发生氯离子侵蚀。当氯离子侵入到水泥基材料表面一段时间后，其浓度超过锈蚀发生的临界值，同时水泥基材料周围存在足够的水分和氧气时，水泥基材料就会脱钝并且开始锈蚀。水泥基材料的锈蚀不仅会缩减钢筋的有效横截面积，而且会引起钢筋保护层膨胀开裂，最终使得水泥基材料的安全性和服役寿命明显降低。大量研究表明，氯离子侵蚀方式除了扩散还有毛细吸附等方式，所以处于潮汐区和浪溅区的水泥基材料的腐蚀速率远远高于全浸泡的水泥基材料。因此，研究潮汐区和浪溅区等干湿交替下水泥基材料中的氯离子分布情况，对解决该条件下水泥基材料的耐久性问题具有重要意义。

1 水分和氯离子传输基本理论

氯离子对水泥基材料的破坏主要表现在对钢筋的锈蚀和破坏。氯离子对钢筋的破坏直接受到水泥基材料中氯离子浓度及其传输扩散方式的影响。非饱和状态的水泥基材料比全浸泡的水泥基材料更易受到侵蚀。

水泥基材料是由固相、气相和液相组成的复杂系统。固相是多孔水泥基材料结构骨架的基础和主体，液相是一种存在于多孔水泥基材料内部的含多种有机离子的连通性水溶液，气相是材料内部水流动的主要介质和形式。……