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到目前为止，对于氯离子和荷载分别作用下混凝土中氯离子的传输特性已经有了一定的研究基
础。但是，大部分通电腐蚀试验以在混凝土外施加电压为主，没有考虑实际工程中混凝土内的钢筋
会作为载体传递电流，对于杂散电流与压缩荷载耦合作用下混凝土中氯离子的传输研究更是鲜少看
到。在缺乏试验数据的情况下，关于杂散电流和压缩荷载对水工混凝土结构中氯离子传输的影响机
理尚不清楚。为此，本文首先设计考虑杂散电流通过钢筋在混凝土内传输的氯离子腐蚀试验，得到
不同杂散电流条件下混凝土试件的孔隙结构变化和氯离子分布情况。然后，通过荷载与杂散电流共
同作用下的氯离子腐蚀试验，研究不同荷载与杂散电流条件下混凝土试件的氯离子传输情况。最
后，基于试验结果和已有研究，提出杂散电流和受压荷载作用下混凝土的氯离子传输模型。

2 试验设计

2.1 试件制作与养护 参考《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T 5330-2015） ，本文所用的水泥为
［21］
普通硅酸盐水泥（P.O 42.5），水灰比为 0.45；细集料为河砂，细度模数为 2.6；粗集料为 5～20 mm 连
续级配的碎石。混凝土的配合比如表 1 所示。

表 1 混凝土的配合比
水灰比 水泥/(kg/m ) 3 水/(kg/m ) 细集料/(kg/m ) 3 粗集料/(kg/m ) 3
3
0.45 422.5 190 537 1361

试件尺寸采用 150 mm × 150 mm × 150 mm 的立方体试件，混凝土试件中埋置长度为 300 mm 的直
径 16 mm 的 HRB400 钢筋。所有试件浇筑后在标准环境下养护 28 d，对相同配比的标准立方体混凝土
试块进行抗压强度测试。将养护完成的试件分成两类，分别记为 C 类与 D 类。C 类试件用于研究杂散
电流单独作用对氯离子传输的影响，D 类试件用于研究杂散电流与荷载耦合作用下对氯离子传输的影
响。
2.2 杂散电流作用下的腐蚀试验 用镀锌铁皮制作尺寸为 2000 mm × 2000 mm × 300 mm 的腐蚀池，
在池内铺设绝缘防腐布，保证试验过程中电流和腐蚀溶液不会与池体发生反应。试验环境温度设置
为 20 ℃。试验溶液采用 5%的 NaCl 溶液。参考已有杂散电流研究 ［22］ ，为方便进行对比分析，试验中
采用的杂散电流值分别设置为 50 和 100 mA。通电时间分别设置为 1 d、7 d、14 d。试验设计如图 1 所
示。

直流电源

绝缘防腐布 腐蚀池
混凝土
绝缘胶带
NaCl 溶液 钢筋 导电片

图 1 杂散电流作用下的腐蚀试验设计
试验用的 C 类的混凝土试件按不同试验电流与通电时间分为 6 组，如表 2 所示。另外，设置 1 组
未通电试件作为对照组。将试件置于腐蚀池中，每一组试件分别用导线串联接入直流电源中。电源
的正极与混凝土试件的钢筋相连，负极与腐蚀池中的导电片相连。试件暴露在外的钢筋用绝缘胶带
缠绕，避免与空气接触。电路连接后，用万用表检查试验电路是否连通。确认电路通畅后，将配置
好的 NaCl 溶液倒入腐蚀池中，保证液面高度为 40 mm，避免溶液与钢筋直接接触。
2.3 荷载与杂散电流共同作用下的腐蚀试验 本文设计的荷载与杂散电流共同作用下的试验设计如
图 2 所示。该装置主要由腐蚀盒（外包绝缘防水布的铁盒）、海绵、导电片（钛网）和直流电源组成。试

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