Prediction of long term chloride concentration in concrete

Abstract

The paper presents a wide range of experimental data of the authors and of other researchers on acid-soluble chloride diffusion in different mixes of concrete, and shows conclusively that the chloride diffusion coefficient D_c is strongly dependent on the period of exposure of concrete to a chloride environment. Consequently, long term prediction of chloride concentrations on the basis of Fick's second law of diffusion, which inherently assumes a constant value of D_c, is not an accurate procedure. A differential equation is derived based on the above law of diffusion, which takes into account the time variation of D_c, and a procedure is outlined for the accurate prediction of long term chloride concentrations in concrete. The chloride concentration profiles derived using this procedure show good correlation with experimental data.

Resume

On présente, dans cet article, un large éventail de données expérimentales recueillies par les auteurs et par d'autres chercheurs sur la diffusion du chlorure soluble dans l'acide dans différents mélanges de béton, et on montre, en conclusion, que le coefficient de diffusion du chlorure D_c dépend fortement du temps d'exposition du béton à l'action du chlorure. Par conséquent, la prédiction à long terme de la concentration en chlorure sur la base de la seconde loi de diffusion de Fick, qui implique une valeur constante de D, n'est pas une méthode précise. On a élaboré ici une équation différentielle modifiée sur la base de la loi de diffusion en question, qui prend en compte la variation de D_c avec le temps. On définit une méthode permettant de prédire avec sûreté les concentrations de chlorure dans le béton. Les profils de concentration en chlorure obtenus par cette méthode montrent une bonne concordance avec les résultats d'essai.