本文研究预应力混凝土结构在盐雾侵蚀环境下的耐久性，目前国内在这方面的研究几乎没有，国外也很少。本文的研究工作对正确评估预应力混凝土结构在盐雾侵蚀下的耐久性和指导生产实践具有重要意义。
一、试验方案和试验材料
1、试验方案
本试验的目的是模拟沿海地区盐雾侵蚀环境，对不同应力状态及应力水平下的c1一传输速率加以研究，建立应力状态下的混凝土盐雾侵蚀模型。该试验中的试件主要分为拉应力状态和压应力状态，此外，引入了无应力状态试件作为应力状态参照系，所有试件尺寸均为1 00m m×100mm×400r am，将这三类试件根据水灰比和应力水平分为若干工况，见表1。
2、试验材料及配合比
试验材料：水泥采用江南水泥厂生产的52．5普通硅酸盐水泥；河砂细度模数为2．40，级配Ⅱ区，含泥量0．20％；石子为石灰岩碎石，级配5～20r a m，密度1 550kg／m。试件的配合比及混凝土实测强度等级见表2。
 


 
 
 
 
3、试验方法
该试验是在南京水利科学研究院材料结构所试验室进行的。采用将试件置于盐雾箱中加速腐蚀的方法，时间为60d。盐雾箱具有自动控温、连续及间断喷雾的功能，盐雾环境设置为：盐雾中N aC1质量分数为5％，温度(20±3)。试验模拟沿海地区的大气环境，采用连续喷雾方式。
※、拉应力状态的实现因为实际结构中轴向受拉的情况很少，大都是弯曲受拉，而且盐雾箱空间有限，预应力试件实现轴向受拉难度较大，所以试验时以弯曲受拉代替轴向受拉。试件的弯曲拉应力见表3。
 
 


 
 
 
※、压应力状态的实现
通过施加预应力使试件产生预期的压应力状态。采用后张法，试件预先留有孔道，采用镦头锚，不留扩大端，所用垫块及锚具是专门加工而成的。考虑到预应力筋的应力松弛和混凝土的收缩及徐变，因此对每一个试件的预应力筋均超张拉3％，试件施加的压应力值见表4。
 
 

 
 
4、盐雾侵蚀试验方法
受拉试件，除了受拉表面外，其余表面均用石蜡封闭，试件平放在盐雾箱中，受拉表面侧向受盐雾的侵蚀；受压试件，除了一组相对表面之外，其余的表面均用石蜡封闭，试验时未封闭的两个表面，一个向上直接面对盐雾的侵蚀，另一个朝下；无应力的?昆凝土试件，与受拉试件相同。试件在盐雾箱中放置60d。关条款对每层混凝土的氯离子含量进行分析。其中，分别选取距试件表面5、15和25m m的cl一含量分别作为0～10、10～20和20～30mm的混凝土内的Cl一平均含量。
建立应力状态下的混凝土盐雾侵蚀模型影响预应力混凝土结构cl一腐蚀的因素是复杂的，主要包括混凝土内部的cl一浓度、外界Cl一浓度、cI一传播速率、时间参量和应力等。cI一在混凝土中传输方式主要包括扩散作用、渗透作用、毛细作用和电化学迁移等。一般认为，扩散作用是cl一在混凝土中传输的非常重要的一种方式。对于裂缝比较细微，水灰比不太小的结构，大量的检测表明，Cl一的浓度可以被认为是一个线性扩散过程，这个扩散过程一般可以采用非稳态扩散理论(Fiek第二定律)进行描述：然而，在采用Fick第二定律来建立数学模型时，需要澄清两个问题：
1)在本文中，通过引进多个代数因子，并在量化这些代数因子的过程中，把其他非扩散传输途径的影响作用考虑进来；
2)虽然施加预应力使得结构的扩散空间不再严格地各向同性，但是由于预应力水平与混凝土的弹性模量相比，是一个非常小的量，因而可以认为没有任何影响。这一点既保证了非稳态扩散模型对预应力混凝土结构仍然适用，又可以通过引进适当的预应力分布及应力水平使结构的耐久性得到裨益。3试验结果分析根据试验实测数据(见图1～图3)，可以假定Cl一在混凝土中初始均匀含量C=0，理由如下：1)在试件浇筑过程中，混凝土各组分中Cl一含量控制得都很严格，客观上阻断了试验准备阶段Cl一进入混凝土试件的可能性；2)从试验实测数据(见图1a)可以看到，／C=0.40工况下第三层混凝土中的cl含量为0，因此可以认为即使初始状态下混凝土中含有Cl一，那也是极其微量的，对试验测量及计算不敏感。根据以上试验实测数据，采用代数学上广义逆的概念，计算系数矩阵的广义逆，最终可以得到拉应力及拉应力状态下盐雾侵蚀模型的各个参数，见表5及表6。将以上各个参数代入模型(2)及(3)，并与测量值相比较，可见模型计算值与测量值吻合得较好，见图1～图3。
 
 


 
 
二、结语
1)该试验的结果和相应的数学模型表明：就本试验中所得到的数据而言，采用非稳态扩散理论(Fi ck第二定律)作为建立cl侵蚀模型的理论基础是可行的，应力状态下的混凝土结构cl一侵蚀可以认为符合变系数非稳态扩散模型。
2)应力状态下，混凝土的Cl一等效扩散系数的变化是显著的。在拉应力状态下，混凝土的Cl一等效扩散系数线性增长；在压应力状态下，等效扩散系数逐渐减小。
3)水灰比对混凝土等效扩散系数的影响是很大的，无论是受压状态还是受拉状态，等效扩散系数与水灰比之间，表现出很强的超线性变化趋势，因而，在腐蚀环境中，严格控制混凝土的水灰比，对混凝土的耐久性有着非常重要的意义。
4)在本章中建立的数学模型是一个“统一”的模型，适用于不同的应力状态和不同的水灰比。在模型中，基本的扩散系数D仅随混凝土质量而变化，这与理论分析的结论是一致的，而且符合实际情况。
5)在该试验中，有一个值得注意的现象是，即使在受压状态下，不直接受盐雾喷洒的混凝土中(底面受侵蚀)的cl一浓度比拉应力状态下的浓度要高(侧面受侵蚀)。出现这种情况的原因是雾状的N aC1溶液在混凝土表面冷凝之后，侧面的冷凝液体由于重力的作用而向下滑落至底面，而底面的冷凝液体却由于固液相的表面作用，而不容易脱离，使得混凝土的底面cl一浓度反而很高。
6)因为预应力混凝土结构的氯离子试验数据很少，加之混凝土本身的离散性比较大，因此，这个数学模型的试验数据是不完全的，还需要更多的试验和工程加以检验，不断地提供更多的测量数据，不断地对这个模型进行修正和改进。http://www.zhenghangyq.com