应力和干湿循环共同作用下硫酸根在混凝土中传输试验研究

对混凝土试件施加应力后，按一定周期将其在硫酸钠溶液中浸泡，再风干形成干湿循环作用。采用钻芯、分层切片、研磨提取水泥石粉末样本进行化学分析，测定不同深度处混凝土的硫酸根离子含量；研究在于湿循环作用下，混凝土受到的拉应力、压应力对硫酸根离子在混凝土内传输的影响规律。结果表明：拉应力对硫酸根离子由外部侵蚀溶液向混凝土内的传输具有加速效果，且随拉应力水平的增加而增大；压应力对硫酸根离子在混凝土内的传输具有一定的抑制作用，但与压应力水平没有确切的相关性。     

混凝土在硫酸盐、氯盐复合溶液定向腐蚀下劣化规律研究

在隧道环境中混凝土一面与空气接触,另一面与土壤接触,因此普遍存在混凝土单面定向环境水腐蚀现象.文中模拟了隧道混凝土在硫酸盐与氯盐复合作用下定向腐蚀的过程,将普通混凝土试块做半密封处理,放在3种溶液(质量分数为10%的Na_2SO_4溶液、5%NaCl+10%Na_2SO_4复合溶液、10%NaCl+10%Na_2SO_4溶液)中长期浸泡,研究混凝土中不同氯离子情况下硫酸根离子传输规律;通过超声声速计算混凝土的相对动弹性模量(Erd),探究混凝土在复杂腐蚀环境中损伤失效规律;最后通过微观检测研究腐蚀规律的微观机理.结果表明:在腐蚀溶液中氯离子的存在降低了硫酸根离子的扩散能力,明显降低了混凝土的硫酸盐腐蚀程度,并且氯离子浓度对硫酸根离子扩散抑制作用成正相关;受硫腐蚀混凝土相对动弹模经历了先增加,后降低的过程;受混合溶液腐蚀混凝土相对动弹模量降低程度明显低于受单一硫酸盐腐蚀后的混凝土.     

35%荷载、冻融循环对混凝土氯离子扩散系数的影响

采用盐湖卤水分别进行长期浸泡、冻融循环、浸泡-35％荷载腐蚀试验,定期检测了混凝土不同深度的自由氯离子含量,应用二维氯离子扩散定律和Fick第二定律计算了混凝土氯离子扩散系数和混凝土的寿命寿命,分析了水灰比和试验环境对表面氯离子扩散系数的影响。结果表明,氯离子扩散系数随着水灰比的增大而增大,与长期浸泡相比,冻融循环和施加35％荷载都加速了混凝土表面氯离子扩散系数,冻融循环的效果更明显,在盐湖环境下采用高强混凝土是提高混凝土耐久性的有效方法。     

掺合料对胶凝材料水化热及混凝土氯离子扩散系数的影响

分别利用水化热测定仪和自然浸泡法研究了掺合料对胶凝材料水化热及对混凝土内氯离子扩散系数的影响,结果表明:单掺粉煤灰或矿渣时,胶凝材料的放热总量和最大放热速率随掺合料掺量的增加而降低,粉煤灰混凝土内的氯离子扩散系数随粉煤灰掺量的增加先减小后增大,当掺量为30%时氯离子扩散系数最小,矿渣混凝土的扩散系数随矿渣掺量的增加而降低;复掺粉煤灰和矿渣时,复合胶凝材料的放热总量及最大放热速率均低于单掺粉煤灰或矿渣时的胶凝材料,且放热总量随着复合胶凝材料掺量的增加而降低,复合掺合料混凝土内的氯离子扩散系数随掺量的增加而降低,且均低于同比例单掺粉煤灰或矿渣时混凝土内的氯离子扩散系数.     

半潜平台结构件表面复合镀层耐腐蚀性的研究

为了制备具有优异耐腐蚀性能的复合镀层,试验采用双脉冲电源,在Q235半潜平台结构件表面沉积Ni-Si C纳米复合镀层,采用浸泡腐蚀试验,研究了工艺参数对复合镀层的耐腐蚀性的影响。试验得出复合镀层的腐蚀失重随镀液中纳米Si C颗粒浓度的增加而增加,随电流密度的增加而增加,且采用双脉冲镀的复合镀层耐腐蚀性能更好。     

混凝土成熟度和氯离子扩散系数的相关性及在某工程中的应用

采用化学结合水法、氯离子快速测定法（RCM法）和混凝土成熟度测定法研究了56 d龄期内混凝土氯离子扩散系数和混凝土成熟度的关系。结果表明：混凝土氯离子扩散系数不仅随养护龄期的延长而降低,还随养护温度的升高而降低,延长养护龄期或提高养护温度均可提高胶凝材料的水化程度;室内养护混凝土试件的氯离子扩散系数与混凝土成熟度值之间呈幂函数关系,二者具有很好的相关性（R2=0.976）,利用室外养护混凝土试件的数据进行验证计算,其理论计算值与实测值具有较好的吻合性,可根据混凝土成熟度实测值预测出混凝土的氯离子扩散系数;在本工程中,沉管隧道接触海水时混凝土成熟度的推荐值为21064℃·h,控制边界值为13926℃·h,考虑外部养护温度和水化热对混凝土成熟度产生影响时,可对混凝土接触海水的龄期通过后计算进行适当的调整。     

硫酸盐侵蚀混凝土内部硫酸根离子浓度测试方法

在总结现有测试方法的基础上,经过实测验证,提出遭受硫酸盐侵蚀后混凝土由表及里分层硫酸根浓度的一套测试方法。该方法通过钻取芯样、分层切片并研磨成粉末,精确称量粉末制成试样,然后用改进的硫酸钡重量法测定各试样中硫酸根离子含量,从而测得混凝土受硫酸盐侵蚀后由表及里的硫酸根离子浓度分布情况和腐蚀深度,为研究硫酸盐侵蚀混凝土机理研究提供了测试方法。     

某海港码头结构耐久性调查与分析

对华东地区建于90年代服役11年的某海港码头的构件力学性能、耐久性等进行了现场调查与分析。调查结果表明:构件混凝土的力学性能和保护层厚度基本满足设计要求,但构件混凝土电阻率较低,存在氯盐腐蚀的可能性,构件的表面已出现了锈斑,产生了氯盐腐蚀现象;构件的游离氯离子浓度与总氯离子浓度存在相关性,游离氯离子浓度计算的扩散系数小于总氯离子计算的扩散系数;随着高程的增加,构件的表面氯离子浓度具有降低的趋势;构件混凝土抗氯盐侵蚀性能存在一定的差别。调研结果可为进一步制定有关海港工程混凝土耐久性标准提供参考。     

现场测试混凝土抗氯离子渗透性方法的应用研究

为快速、准确地测定混凝土中氯离子的含量,以实现对混凝土耐久性的有效评价和钢筋腐蚀的适时防护与有效修复,研究现场测试氯离子渗透性的方法是非常必要的。结合客运专线工程施工情况,分别按矿物掺合料不同掺量以及不同的强度等级进行配合比设计试验,采用PERMIT离子迁移仪对混凝土试件进行氯离子扩散系数的测定,并采用电通量法进行验证。结果表明：随着电通量的增加,氯离子扩散系数呈现增加的趋势,二者存在很好的线性关系;双掺粉煤灰＋矿粉的混凝土抗氯离子侵入性优于单掺粉煤灰的混凝土;PERMIT离子渗透试验方法测得的试验结果准确可靠,具有很强的实用性。可以为混凝土耐久性的判定提供依据。     

氯盐与冻融共同作用下引气高性能混凝土氯离子渗透性

通过引气高性能混凝土在3%NaCl溶液中自然浸泡及盐水快速冻融试验,测试了不同冻融次数后混凝土中氯离子含量分布和相对动弹性模量的变化;利用损伤力学原理,研究了冻融损伤与氯离子扩散系数、冻融循环次数的关系。研究表明：冻融循环导致混凝土性能劣化,增大了混凝土氯离子扩散系数,当冻融300次时混凝土的冻融损伤度为5%,氯离子扩散系数增大了1倍;混凝土冻融损伤度与氯离子扩散系数、冻融循环次数之间均符合指数关系。     

混合砂对C60海工混凝土耐久性的影响及机理分析

采用级配不合格的机制砂与河砂按一定比例混合后得到了合格的混合砂,研究了不同比例组成的混合砂对混凝土耐久性的影响,并采用化学结合水法、热重分析法以及SEM等测试方法分析了混合砂对混凝土耐久性的影响机理。结果表明：混合砂混凝土试件的氯离子扩散系数要低于纯河砂混凝土试件,且混凝土氯离子扩散系数的变化趋势随机制砂比例的提高而降低;混凝土的抗硫酸盐耐蚀系数随机制砂比例的提高而降低,原因是提高机制砂的比例会提高混凝土的密实度,导致抗压强度比变化不大;不同比例组成的混合砂的级配不同,同时混合砂中的石粉可参与胶凝材料的水化进程,混合砂对混凝土耐久性的影响是这两因素的综合体现。     

硫酸盐侵蚀下自密实混凝土的性能分析

模拟水利与水运工程混凝土结构在硫酸盐介质侵蚀下的工作环境,通过试验研究了自密实混凝土抗压强度和耐磨性能。利用孔结构分析法从细观方面对硫酸盐侵蚀下自密实混凝土性能变化的内在机理进行分析,发现自密实混凝土内部的孔结构得到较大改善,这使得自密实混凝土在硫酸盐侵蚀状态下具有良好的耐久性能。     

海工高性能混凝土常用胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能研究

通过测试不同胶凝材料配制的胶砂试件在硫酸盐侵蚀试验条件下的耐蚀系数和膨胀率,对水运工程海工高性能混凝土常用的几种胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能进行研究和评价。研究结果表明：硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能优于普通硅酸盐水泥,但两者的抗硫酸盐侵蚀能力均很低;水运工程海工高性能混凝土常用的几种胶凝材料均具有一定抗硫酸盐侵蚀能力,优于硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,其中部分胶凝材料具有较强、甚至极强的抗硫酸盐侵蚀能力;耐蚀系数法和膨胀率法两种评价方法评价水运工程海工高性能混凝土常用的几种胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀能力的结果并不完全一致。分析了不同种类胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀机理。     

基于电化学综合法的混凝土中钢筋锈蚀检测与评价

通过室内试验和工程实际应用,研究了基于电化学综合法的混凝土结构中钢筋锈蚀检测与评价技术。首先通过3组试件试验研究不同腐蚀条件、不同测试条件对混凝土电阻率、半电池电位和腐蚀电流密度3种电化学检测结果的影响规律,得到电化学综合法检测混凝土中钢筋锈蚀状况的递进式评定准则。以某高桩码头检测项目为依托,采用电化学综合法对混凝土中钢筋锈蚀状况进行检测,并根据该递进式评定准则对钢筋锈蚀情况进行综合评价。结果表明,基于电化学综合法的混凝土中钢筋锈蚀检测与评价技术可有效提高钢筋锈蚀状况检测的准确性和可靠性。     

混凝土耐久性监测传感器的研制及应用

研制了可预埋于混凝土结构中,能够实时监测混凝土中钢筋腐蚀电位、腐蚀速率、氯离子浓度和p H值的耐久性监测传感器,并对传感器的性能进行研究。研究结果表明:在测试的时间范围内,传感器能够较好地反映混凝土中氯离子浓度、p H值、钢筋腐蚀电位和腐蚀速率的变化趋势,可以用于监测混凝土结构的耐久性健康状况。     

氯离子侵蚀下混合纤维增强钢筋混凝土损伤规律

混合纤维增韧混凝土具有很好的耐久性。针对PVA和UPE混合纤维混凝土,采用高浓度氯离子溶液进行120 d侵蚀试验,并结合三维数值模拟技术,预测分析氯离子侵蚀前后钢筋混凝土梁的承载力和损伤变化规律。结果表明,无纤维混凝土和纤维体积含量为0.2%(其中0.1%PVA和0.1%UPE)的混凝土受海水侵蚀后脆性增加,峰值应力和对应的应变减小;但掺加纤维能降低混凝土梁遭受氯离子侵蚀的抗弯曲承载能力的损失率和峰值应力对应的应变损失率,同时增加梁的韧性;加载位移为20 mm时,海水侵蚀后有纤维的梁最终拉伸损伤比无纤维的梁最终拉伸损伤减小4.9%,最终压缩损伤比无纤维的梁最终压缩损伤减小16.2%。     

抗蚀系数法评价胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

通过测试以不同胶凝材料配制的胶砂试件在硫酸盐侵蚀试验条件下的抗蚀系数,对胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能进行研究和评价。研究结果表明：以90d作为抗蚀系数法评价胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能的侵蚀龄期较为合适,提出了抗蚀系数法评价胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能的方法,将胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀能力由弱到强依次划分为“极低”、“低”、“中”、“高”和“极高”5个等级;硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能优于普通硅酸盐水泥,但两者的抗硫酸盐侵蚀能力均很低;矿物掺合料并不总能改善胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀能力,但选择合理的掺量,单掺或复掺矿物掺合料均可大幅度提高胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能。分析了不同种类胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀机理。     

不同环境条件下考虑荷载影响的氯离子扩散模型

钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土构件耐久性破坏的重要因素之一,氯离子侵蚀是海洋环境下钢筋锈蚀的首要因素。根据相关文献给出的不同海洋环境、不同荷载水平作用下混凝土中氯离子扩散的实验数据,通过拟合给出氯离子扩散荷载影响系数与构件应力状态之间的关系式及混凝土表面氯离子浓度随时间变化的统计公式,建立了考虑荷载影响的氯离子扩散模型。多组现场实测数据检验表明,建立的考虑荷载影响的氯离子扩散模型是合理的,具有较好的适用性与实用性。