氯离子通过混凝土内部的孔隙和微裂缝从周围环境向混凝土内部传递，到达混凝土与钢筋的界面，并逐渐累积，使钢筋表面氯离子浓度逐渐增大，达到临界浓度时，钢筋发生腐蚀。模拟氯离子侵入混凝土的主要方法是以Fick第二定律为基础的扩散法。Collepardi等[1-2]采用Laplace变换法得到了严格限制条件下的一维封闭解，其假定混凝土试件为半无限的空间体，解析解用一个超越函数描述。余红发等[3]推导出综合考虑氯离子结合能力、氯离子扩散系数的时间依赖性和结构微缺陷影响的混凝土氯离子扩散新方程.杨绿峰等[4]利用等比级数研究建立了基于有限域的氯离子扩散和浓度分布的解析解，建立了氯离子扩散深度的解析表达式。李秀梅等[5]应用分离变量法推导了三维长方体混凝土试块中氯离子扩散方程的解析解。氯离子扩散方程的解答与扩散域的形状密切相关，混凝土管桩与板、梁等结构形式不同，其氯离子在管桩混凝土中的扩散行为也会有所差别，半无限或长方体的边界条件不适合于管桩。

 

　　笔者采用分离变量法，基于管桩的边界条件推导了氯离子在混凝土管桩中扩散的解析解，分析海工混凝土管桩中氯离子的扩散规律。

 

　　1扩散模型与基本方程

 

　　1.1扩散模型

 

　　对于外径相同但壁厚不同的管桩，当混凝土保护层厚度一样时，钢筋表面的氯离子浓度随时间的变化关系不同，管壁越厚扩散越慢。

 

　　4结论

 

　　1）对于内壁为封闭面的管桩，氯离子扩散方程的传统解不包含稳态解，给出的浓度分布在初期偏小，然而随着扩散时间的推移，管桩内壁浓度分布偏大。在考虑了管桩的边界条件以后，得到的结果更能客观真实的反应实际情况。

 

　　2）氯离子浓度在管桩中的扩散只沿半径方向，与角度无关，可以看作一维扩散问题。管桩中氯离子浓度的稳态分布沿半径方向呈对数分布，仅与外径和内径的比值a/b有关。

 

　　3）扩散系数D越大，氯离子扩散速率越快，瞬态分布随时间衰减越快。外径相同但壁厚不同的管桩，管壁越厚，内径越小，氯离子扩散速率越慢。

 

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