可靠性盐雾试验饱和状态扩散模型
 

           在饱和溶液中氯离子扩散过程可视为稳定的，氯离子主要通过离子的扩散作 用侵入混凝土。Fick第二定律是预测氯离子在混凝土中扩散的经典方法，它基于 假定混凝土孔隙分布是均勾的，氣离子在混凝土中的扩散是一维扩散行为，浓度 梯度仅沿着暴露表面到钢筋表面方向变化。

式中：Cc/氯离子浓度(％)，以氯离子占混凝土质量百分比表示；/为时间(秒)， 为位置(nun)，A：/为扩散系数(mm2/s)?
经过一定时间后，混凝土表面氯离子浓度恒定，同时假定混凝土时间相对暴 露表面为半无限介质，在任意时刻，相对暴露表面无限远处的氣离子浓度为初始 浓度。根据边界条件，Fick第二定律可以得到如下的解答-
(1-2)式中：为/时刻X深度处氯离子浓度；er/(2)为误差函数：Fick第二定律描述的是一种稳态扩散过程，其受到水泥材料水化程度、物理化学 作用对筑离子的结合作用、温度改变氣离子扩散能力和湿度使散得以进行的影 响。
东南大学的孙伟等基于Fick第二扩散定律，推导出综合考虑混凝土的氣离 子结合能力、扩散系数的时间依赖性和混凝土结构微缺陷影响的新扩散方程。
(1-3)式中：H为混凝土氣离子扩散性能的劣化效应系数，为混凝土的氯离子结合能 力，《为氯离子扩散系数的时间依赖性常数。 2,非饱和状态下计算模型非水饱和状态下，Nillson["l建立氯离子计算对流模型。把混凝土中游离态水 分为液态水和气态水，氣离子迁移只与液态水流动有关。液态水流动过程描述为-
(1-4)式中：qt qi 别为混凝土中总、液态和气态水流量，kg/(m2*s);
iimGO一液态水等效流动系数，• S)； 相对湿度函数. 在扩散和对流两种机制共同作用下，氯化物的流量为：
(1-5)厂氯离子扩散系数，当等效相对湿度<#«1小于0.乃时，Da=0,不考虑
扩散作用。 
C「混凝土扩散溶液中自由氯离子浓度值，kg/ra3。 显然非水饱和模型同时考虑毛细作用和扩散作用两种机制，符合实际情况但该模 型复杂，参数难定，特别是水分在混凝土中的分布情况。而且其边界条件的处理 比较复杂，计算麻烦。
对于非水饱和状态，毛细作用的深度往往限于混凝土表层，因此假定毛细作 用的深度处开始氯离子的扩散，结合Pick第二定律模型可以近似计算该状态下氯 离子扩散。本文采用了基于Fkk第二定律的有限差分方法进行计算，能够反映实 际边界氯离子浓度的累积变化，考虑扩散系数随时间和温度而改变。