侵蚀损伤对硫酸根离子在混凝土中扩散的耦合作用

海洋环境下硫酸根离子在混凝土结构中的输运包含了两个方面：第一是作为自由离子在混凝土孔隙中的扩散，第二是与水化溶液反应或者发生固相反应生成二水石膏和钙矾石。问题在于：第二部分所生成的固相物质由于其产生的膨胀力会导致损伤演化（侵蚀损伤），从而扩大混凝土的孔隙度，直接影响着自由硫酸根离子的扩散规律。这就是侵蚀损伤对硫酸根离子扩散的耦合作用。它将导致反应扩散方程的非线性。由于长期演化，侵蚀损伤量能够达到比较高的数值，对硫酸根离子扩散的加速起到重要作用，直接影响混凝土结构的耐久性。本项目将研究侵蚀损伤的演化规律和梯度效应对硫酸根离子扩散的耦合效应。通过实验研究和理论分析，建立固相浓度反应速度与损伤演化之间的定量关联关系，然后通过求解建立在Fick第二定律基础上的非线性扩散反应方程，得到侵蚀损伤对离子扩散影响的规律，为评估硫酸盐侵蚀下混凝土结构的耐久性预测建立理论基础。

项目经过3年的潜心研究,完成了预期的研究目标.完成的主要研究内容包括:1)开展了硫酸根离子在混凝土中扩散规律的研究.2) 硫酸盐侵蚀下混凝土动态力学性能的演化研究.3) 硫酸根离子和氯离子扩散过程所伴生的混凝土膨胀特性研究.4) 有害离子扩散过程中对混凝土粘性效应的演化;5)有害离子在扩散过程中混凝土表面硬度演化规律;6)多轴冲击荷载下混凝土动态力学性能研究.发表SCI论文10篇,获得授权发明专利5件,美国专利1件.培养硕士研究生2名.