溫度模擬
溫度能夠改變混凝土中自由氯離子的活化能，影響其擴(kuò)散能力。提高溫度能 夠提高氯離子擴(kuò)散系數(shù)，達(dá)到本文所期待的室內(nèi)加速侵燭效果。現(xiàn)場原位試驗(yàn)在 杭州灣乍浦地區(qū)，該地年氣溫如表3.9和圖3.5。
表3.9乍浦各月平均氣溫(1CX19S4〜2000年）

月份	1	2	3	4	5	6	7	S	9	10	11	里2
平均 氣溫	3.7	4.9	8.6	14.1	19.3	23.6	28.2	27.8	23.4	17.7	12.2	6.1

為了試驗(yàn)操作方便同時(shí)滿足一定精度要求，把月平均氣溫值變成幾個(gè)月氣溫 平均值，如表3.丨0和圖


表3.丨0人為劃分月氣溫平均值

月份	4, 5	6, 7、 8、 9	10, 11	12、 1、 2、 3
平均氣溫	16.7	25.75	15.0	5.8

圖3.6人為劃分月平均氣溫OC)
室內(nèi)人工氣候模擬加速試驗(yàn)，為了達(dá)到加速侵燭效果，必須提高室內(nèi)試驗(yàn)氯 離子擴(kuò)散過程的溫度。無論現(xiàn)場原位試驗(yàn)還是室內(nèi)加速試驗(yàn)，水下區(qū)試驗(yàn)中試塊 一直浸泡在溶液中，潮差區(qū)有較長時(shí)間被浸泡到。自然環(huán)境下，海水溫度是多變 的很難測定，但水溫隨氣溫而變化，規(guī)律性一致，因此用氣溫值假定為海水溫度， 模擬溫度變化；而浪濺區(qū)試驗(yàn)試塊大部分時(shí)間都受到氣溫的影響，可以直接模擬 氣溫變化規(guī)律。
(3-8) 與水
Nemst-Einstein方程給出了混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)與溫度之間的關(guān)系[4〗：
Da = Do梕
其中：分別為溫度7", 7;(X)時(shí)的氯離子擴(kuò)散系數(shù)，？為活化系數(shù) 灰比有關(guān)：當(dāng)mjm, =0.4 時(shí)，g=6000K;當(dāng)mjOT, =0.5 時(shí)，g=5450K;當(dāng)mJ/Wc =0.6 時(shí)，^=3850K.代表潮差區(qū)海上承臺的海工混凝土水膠比為0.33,推算出活化系
圖3.S乍浦各月平均氣溫0C>
數(shù)奪，近似取e6I00lC。
已知此類試塊84天RCM測得的氯離子擴(kuò)散系數(shù)為0.73X l(r〗2ni2/s，采用公式 3-7。室內(nèi)加速條件下，9個(gè)月內(nèi)能夠使室內(nèi)最小保護(hù)層厚度的試塊達(dá)到鋼筋銹燭 的效果，需要考慮溫度的影響把擴(kuò)散系數(shù)增大，假定擴(kuò)散系數(shù)提高的倍數(shù)為:c，初 步計(jì)算如下：
0.1% ,,
0.424%X2 2」jfx~^~x0.23"畑0.75"4x0.73xl0-" x3600x24x365 V 1-0.6

：15.41,
當(dāng)保護(hù)層厚度為30_時(shí)，1=8.67;當(dāng)保護(hù)層厚度為40nim時(shí)， 自然氣溫與室內(nèi)加速溫度下擴(kuò)散系數(shù)之間的關(guān)系如下：

(3-9)
式中：To為自然條件下氣溫的溫度，Do為自然條件下的護(hù)散系數(shù)， 條件下擴(kuò)散系數(shù)提高的倍數(shù)，r為室內(nèi)加速條件下的溫度。
當(dāng)x=3.S5時(shí)，室內(nèi)加速條件下的溫度為：39r; ；t=8.67時(shí)，溫度為52扖; 當(dāng);c=15.41時(shí)，溫度為當(dāng);C較大時(shí)，室內(nèi)加速試驗(yàn)溫度特別高，因此設(shè) 計(jì)方案時(shí)加溫使氯離子擴(kuò)散系數(shù)提高到現(xiàn)場環(huán)境下的4倍比較合理。按照這個(gè)倍 數(shù)根據(jù)乍浦地區(qū)幾個(gè)月氣溫平均值分別計(jì)算室內(nèi)加速試驗(yàn)的溫度，結(jié)果如表3.11。
表3.11實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)控制溫度
：為加速

月份	4、5	6、 7, 8、 9	10、11	12、 1、 2、 3
平均氣溫	16.7	25.75	15.0	5.8
試驗(yàn)溫度	36	46	34.2	23.75

 
3.1.3濕度模擬
水是氯離于在混凝土中妒散的前提條件，若混凝土中相對濕度較低時(shí)，則氯 離子的擴(kuò)散速度降低，因此需要考慮濕度變化對氣離子擴(kuò)散的影響。B_t and Naijar(1972嚴(yán)提出了一個(gè)模型用來計(jì)算相對濕度的影響系數(shù)。
/ = [l + (l-i/)V(l-Hc)'3-' (3-10)
式中：//c為臨界相對濕度，一般取//C=75%。
.急
杭州灣跨海大橋北部位于乍浦，乍浦地區(qū)各月平均相對濕度如表3.12。 表3.12乍浦各月平均相對濕度

月份	1	2	3	4	5	6	7	S	9	10	11	12
平均相對濕度(％)	80	81	S2	83	83	85	83	83	85	83	81	79

為了和溫度劃分一致，乍浦濕度某幾個(gè)月的平均值如表3.13。 表3.13人為劃分月相對濕度平均值
 

月份	4、5	6, 7, 8、 9	10、11	12、 1、 2、 3
平均相對濕度(％)	83	84	82	80.5

乍浦各月平均濕度值都在臨界相對濕度之上，按照公式計(jì)算相對濕度對混凝 土擴(kuò)散系數(shù)的影響系數(shù)如表3.14。
表3. M相對濕度對擴(kuò)散系數(shù)的影構(gòu)
 

月份	4, 5	6, 7, 8, 9	10、11	12、 1、 2、 3
平均相對濕度(％)	83	84	82	80.5
影響系數(shù)	0.82	0.85	0.79	0.72

對混凝土結(jié)構(gòu)物來說，混凝土內(nèi)部的含水率即相對濕度是影響氯離子在混凝