非饱和水泥基复合材料的氯离子传输性能研究进展

刘志勇^1,2，汤安琪²，王加佩²，张云升¹

1. 东南大学江苏省土木工程材料重点实验室2. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

摘 要：混凝土结构过早失效及日常维护等耐久性问题近年来引起了极大的关注,氯离子传输是决定钢筋混凝土结构使用寿命预测和耐久性评估的重要因素之一。由于在结构工程实际服役过程中,水泥基复合材料很难达到饱和状态,近年来越来越多的学者研究非饱和状态下水泥基材料氯离子的传输性能。过去几十年里,有各种不同测试氯离子传输的实验方法,如自然扩散法、电迁移法、电阻法和压力渗透法等。虽然自然扩散法符合实际情况,但是操作繁琐,达到稳态扩散非常耗时。为了加速氯离子的迁移,研究者们提出了电加速实验、加压力渗透的方法。除了传统的氯离子传输实验外,也有一些新的实验方法被提出,如半电池法,根据元素示踪法测定氯离子分布。除了实验外,还可通过模型来模拟氯离子在非饱和水泥基复合材料中的传输,依据模型主要有考虑氯离子扩散的Fick定律,考虑扩散和对流耦合的扩散-对流模型。此外,考虑湿度、干湿交替和水分子传输等影响因素,研究者们从不同角度建立了氯离子传输模型。本文综述了氯离子在非饱和水泥基复合材料中的传输性能,包括氯离子的传输实验、氯离子非饱和传输模型和氯离子传输的影响因素。最后对现有研究进行了总结:非饱和水泥基复合材料的传输性能在很大程度上取决于材料的水分含量,低于临界饱和度时由于没有水分连通孔隙导致氯离子无法传输;掺合料混凝土比普通硅酸盐水泥（OPC）混凝土有更小的氯离子扩散系数;扩散-对流模型更适用于非饱和水泥基材料。展望未来,需要简单、准确的实验方法,考虑多方面因素对氯离子传输的影响。

关键词：水泥基材料;非饱和状态;氯离子;传输实验;传输模型;