钢纤维增强矿渣基混凝土的氯离子扩散性与电阻率：多尺度建模与耐久性优化研究

针对海洋环境中传统钢筋混凝土的耐久性问题，研究人员开展了钢纤维增强矿渣基混凝土的性能研究。通过测试0-60 kg·m?3纤维含量下的氯离子扩散性（迁移试验）和电阻率（Wenner试验），发现40 kg·m?3纤维含量为最佳力学性能平衡点。结合多尺度均质化模型与22 μm纤维界面相模拟，成功揭示了电阻率随时间提升、随纤维含量降低的规律，为海洋工程材料设计提供新思路。

　　这项聚焦海洋工程材料革新的研究，揭示了钢纤维掺量对矿渣基混凝土关键耐久性指标的影响规律。通过精密设计的迁移试验(Migration test)和四电极法(Wenner test)，科研团队系统检测了0/20/40/60 kg·m^?3四个纤维梯度下的氯离子扩散系数(D_Cl)与体积电阻率(ρ)。数据显示：当纤维含量突破40 kg·m^?3阈值时，氯离子渗透性呈现显著拐点——较基准组提升36%，而20-40 kg·m^?3区间仅增长13%。

创新性地采用多尺度均质化模型(multiscale homogenization)结合水化动力学算法，成功解析了导电网络演变机制。模型精准复现了两个关键现象：电阻率随养护龄期增长的硬化曲线，以及因纤维掺入导致的导电通路增强效应。特别值得注意的是，通过引入22微米厚度的纤维-基体界面相参数，理论计算完美拟合了中低掺量(≤40 kg·m^?3)下氯离子传输的缓变特征。这项研究为海洋基础设施的寿命预测模型提供了新的材料参数库，其建立的纤维掺量-耐久性量化关系，对突破严酷环境下的混凝土结构设计瓶颈具有重要指导价值。