氯盐环境下混凝土耐久性多因素模型的试验研究及统计分析*

为了准确评估混凝土的抗氯离子渗透性和耐久性,开展了不同矿物掺合料混凝土的制备和电通量测试,根据试验数据和文献数据分析了水胶比(水灰比)、粉煤灰掺量、矿渣掺量、硅灰掺量对混凝土电通量的影响,通过回归分析研究建立了混凝土电通量的多因素计算模型,通过对试验数据和文献数据的统计分析验证了该计算模型的正确性和广泛适用性。在此基础上,通过定量计算氯盐环境下混凝土结构服役寿命,分析了混凝土水胶比、掺合料组合及其掺量对混凝土耐久性的影响。结果表明,降低混凝土的水胶比、或提高掺合料掺量均能提高混凝土耐久性;使用矿物掺合料的高性能混凝土,其耐久性明显优于普通混凝土;矿渣对混凝土耐久性的改善优于粉煤灰;复合掺加粉煤灰和矿渣对提高混凝土结构耐久性的效果更加明显。     

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.     

高性能混凝土的导电性试验研究

针对ASTMC1202试验方法的不足,借鉴混凝土氯离子扩散系数快速测定的RCM法对高性能混凝土的导电性进行了研究,包括不同的复合高效减水剂、水胶比以及复合矿物掺合料对高性能混凝土导电性的影响。28 d和56 d的电通量测试结果表明,减水剂品种对抗压强度的影响更为显著;复合矿物掺合料是改善高性能混凝土中氯离子渗透性的有力途径,56 d电通量均在500 C以下,其中,磨细矿渣和HK-P复掺的效果最佳。     

内掺抗侵蚀防腐剂对海工混凝土性能的影响研究

通过抗压强度、快速氯离子扩散系数、电通量、碳化深度、干燥收缩和快速冻融循环试验研究内掺抗侵蚀防腐剂对海工混凝土性能的影响.结果发现:掺入抗侵蚀防腐剂降低混凝土抗压强度和28 dDRCM值,增大其掺量对混凝土DRCM和电通量影响不明显;0.46水胶比混凝土抗碳化性能和抗冻融性能随抗侵蚀防腐剂掺量上升而下降;不同混凝土干燥...     

复掺粉煤灰与矿渣粉的海工自密实高性能混凝土试验研究

为满足海洋环境下高性能混凝土的施工要求,开展了复掺粉煤灰与矿渣粉海工自密实高性能混凝土的试验研究。试验结果表明,在复掺粉煤灰和矿渣粉掺量为60%～70%的条件下,掺入20%～30%粉煤灰自密实混凝土具有较高的流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等工作性,满足自密实混凝土的施工要求;28 d抗压强度大于50 MPa,56 d的电通量小于1 000 C,90 d扩散系数小于1.5×10-12 m2/s,具有较高的抗压强度和抗氯盐侵蚀性能,满足海洋环境下抗氯盐侵蚀的耐久性要求。     

复掺粉煤灰与石灰石粉海工自密实高性能混凝土试验研究

为满足海洋环境下高性能混凝土的施工要求,开展了复掺粉煤灰与石灰石粉海工自密实高性能混凝土的试验研究。试验结果表明,在复掺粉煤灰和石灰石粉掺量为40%的条件下,掺入10%～30%粉煤灰自密实混凝土具有较高的流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等工作性,满足自密实混凝土的施工要求;28 d抗压强度大于50 MPa,56 d的电通量小于1 000 C,90 d扩散系数小于1.5×10-12 m2/s,具有较高的抗压强度和抗氯盐侵蚀性能,满足海洋环境下抗氯盐侵蚀的耐久性要求。     

掺海工耐蚀剂混凝土的电通量影响因素分析

为了考察掺海工耐蚀剂混凝土的耐久性,研究了水胶比、耐蚀剂掺量和加速养护等因素对混凝土的电通量的影响。结果表明：掺加海工耐蚀剂的混凝土,水胶比在0.38~0.41时,电通量随水胶比的减小而减小;单方混凝土的耐蚀剂掺量在50~70kg之间变化时,均能满足海工高性能混凝土抗氯离子渗透性要求,且电通量随着耐蚀剂掺量的增大而减小;与标准养护条件下混凝土的电通量相比,60℃加速养护条件下混凝土的电通量偏低。     

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。     

混凝土渗透性“PERMIT”测试方法探索

为了探寻“PERMIT”离子迁移方法与现行标准推荐方法的关系,对不同胶凝材料体系混凝土分别进行了“PERMIT”离子迁移试验及RCM快速氯离子迁移试验.通过对“PERMIT”阳极室溶液进行定量分析,发现胶凝材料体系变化对阳极室溶液浓度变化率与电导变化率关系影响不显著,进而建立了两者的普适关系.试验结果表明,“PERMI...     

橡胶集料钢筋混凝土抗高温氯离子侵蚀试验研究

为探讨橡胶集料混凝土在近海高温高盐环境下的耐久性,文章使用制作的不同橡胶掺量的混凝土试件,采用通电加速腐蚀试验方法,对常温(20℃±5℃)和高温(60℃)环境条件下的橡胶集料混凝土抗氯离子侵蚀能力进行研究。试验首先测试了橡胶掺量对有筋和无筋混凝土强度的影响;然后测量了不同通电时间下混凝土中钢筋的电位值,以表征混凝土抗氯离子侵蚀能力。试验结果表明:橡胶集料掺入的比例越高,混凝土的抗压强度越低;同时橡胶集料混凝土的抗裂性能越好,混凝土的抗氯离子侵蚀能力越强;高温环境下橡胶集料混凝土更容易受氯离子侵蚀破坏。     

基于海洋暴露试验的氯离子扩散系数时空模型研究

在我国腐蚀条件最为恶劣的海南八所港,对3种配合比的混凝土试件进行实海暴露试验,通过测定浪溅区条件下氯离子在混凝土中侵入量,研究氯离子有效扩散系数随时间和深度的演变,为准确预测混凝土结构的使用寿命提供参考。     

牺牲阳极方式电化学脱盐效率影响因素

外加电流方式电化学脱盐能够有效脱除混凝土内的有害氯离子,但对预应力钢筋混凝土结构不适用,存在可能引起氢脆和减小握裹力的危险以及安装施工、管理不方便和在脱盐期间现场需要有专业技术人员进行操作等缺点;使用牺牲阳极方式电化学脱盐法将钢筋混凝土内的有害氯离子脱除出来,可以克服上述缺点,既适用于普通混凝土,又适用于预应力混凝土。研究通电时间、脱盐装置位置以及取样深度对牺牲阳极方式电化学脱盐效果的影响。结果表明,牺牲阳极方式电化学脱盐在工作3个月后仍能有效地将混凝土内的氯离子迁移到外部的活性填充材料中,且在距阳极500 mm处脱盐效率最高,能达到脱除混凝土试件内有害氯离子的目的,其中混凝土试件表层脱盐效率最高可达60%左右。     

矿物掺合料与表面涂层对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响

试验研究了矿物掺合料(不同掺量下单掺粉煤灰、矿渣或硅粉)、表面涂层材料(环氧树脂或聚合物水泥基防水材料)以及两者共同作用对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响。研究结果表明:矿物掺合料和表面涂层材料均可显著地提高混凝土的抗氯离子渗透能力;矿物掺合料的改善效果随着掺量的增加而增加,改善能力为硅粉>矿渣>粉煤灰;环氧树脂的作用效果比聚合物水泥基防水材料更明显;矿物掺合料与表面涂层结合使用效果更优。对混凝土抗氯离子渗透性能的作用机理分析表明:矿物掺合料的火山灰效应、填充效应和对氯离子的初始固化能力是改善混凝土的抗氯离子渗透性能的三个重要因素。     

矿物掺合料对混凝土性能影响的研究

研究了不同种类的矿物掺合料对混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明,对单掺矿物掺合料的高性能混凝土而言,在水胶比和坍落度相同的情况下,掺硅灰的混凝土的抗压强度最高,其次是掺粉煤灰的混凝土,掺矿渣的混凝土强度最低。矿物掺合料的掺入能改善混凝土抗氯离子渗透的能力,其中以硅灰为最好,其次是矿渣,粉煤灰稍差。     

不同龄期混凝土抗氯离子渗透性试验

针对水运工程中混凝土抗氯离子渗透性试验龄期的不同选择，从普通及泵送混凝土两方面着手，分别进行28d与90d龄期的抗氯离子渗透性的测试，比较不同龄期的混凝土抗氯离子渗透性的结果有何不同，结合实际施工情况，从而提出评定混凝土抗氯离子渗透性的试验龄期。     

基于氯离子分布的氯离子渗透参数计算的新方法

根据混凝土中氯离子的分布对氯离子侵入性能进行评价时,混凝土粉末样品的采集,氯离子含量的测试和表达方式,均可对评价结果产生影响。在干湿循环条件下,以理论上的表面氯离子浓度为主要评价参数对氯离子的渗透性能进行评价的方法不尽合理。通过对暴露26年后的青岛北海船厂码头中大量的混凝土芯样中氯离子分布的分析和计算,结合其它文献中氯离子分布的数据,提出了以扩散区与对流区界面为扩散表面,以界面处的氯离子浓度为扩散表面浓度,评价氯离子侵入性能和进行寿命预测的方法。     

PHC桩的抗氯离子渗透性

通过“压蒸”和“免压蒸”两种工艺生产的PHC桩的抗氯离子渗透性试验研究,获得PHC桩混凝土的抗氯离子渗透性指标。对海洋环境下在役PHC桩受氯离子侵蚀情况进行调研和取样分析,获得在役PHC桩受海水中氯离子侵蚀的腐蚀曲线,掌握PHC桩混凝土中氯离子的渗透规律,对掌握PHC管桩的耐久性状况有实际意义。     

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。     

氯盐环境条件下混凝土氯离子侵蚀模型及其研究进展

通过对钢筋混凝土氯离子腐蚀机理的分析,综合讨论氯盐环境条件下影响混凝土氯离子侵蚀的各种机理。总结国内外对混凝土氯离子侵蚀模型的最新研究进展,并分析评价了考虑多种机理氯离子侵蚀模型的特点和适用条件,为氯盐环境条件下混凝土的耐久性评估提供参考。