多功能混凝土耐腐蚀剂试验研究

从混凝土腐蚀的卞要诱因出发,研制了一种既能耐硫酸盐腐蚀又能抑制钢筋锈蚀的多功能混凝土耐腐蚀剂.对掺加不同量耐腐蚀剂的混凝土进行抗蚀系数、氯离子扩散系数以及钢筋腐蚀快速试验.结果表明,该耐腐蚀剂的加入,可以使混凝土的抗蚀系数提高25%以上,氯离子扩散系数降低50%以上;干湿循环加速试验后,混凝土中的钢筋表面无锈斑,且随着掺量的增加,其耐腐蚀作用效果越显著.     

矿物掺合料高性能混凝土氯离子扩散特性研究

为研究沿海地区高性能混凝土桩基础的耐久性,采用干湿循环浸泡法对18个高性能混凝土试件进行了氯盐侵蚀试验,分析了高性能混凝土的氯离子浓度分布,得到了高性能混凝土的表面氯离子浓度、氯离子扩散系数的时变方程。在此基础上进行了高性能混凝土氯盐侵蚀的数值模拟,分析了钢筋直径（20、28 mm和36 mm）和保护层厚度（20、30、40 mm和50 mm）对沿海地区高性能混凝土桩基础氯离子浓度分布和氯离子扩散系数的影响,提出了相应的耐久性设计建议。研究结果表明:高性能混凝土毛细管吸附区与氯离子扩散区的位置在0~5 mm之间,高性能混凝土的最大稳定深度为50 mm;随着时间的增长,高性能混凝土氯离子扩散系数逐渐降低,氯离子浓度增长速率拐点为25 mm;相较氯盐侵蚀溶液浓度,氯离子扩散系数与氯盐侵蚀时间的关系更大。结合钢筋的临界氯离子浓度正态分布,建议沿海地区输电工程高性能混凝土桩基础的保护层厚度为70 mm。     

氯盐浓度与循环荷载对道路混凝土氯离子传输影响研究

氯盐及车辆动态荷载的存在使得水泥混凝土路面或桥梁等结构破坏严重。本文对道路混凝土采用氯盐溶液浸泡并同步施加动态荷载，并测试各侵蚀龄期混凝土不同深度自由氯离子含量。通过Fick第二定律解析解方程对氯离子浓度进行拟合，分析各因素对表观表面氯离子浓度C_s和表观扩散系数D_app时变规律的影响。引入效应系数K,分析不同氯盐浓度下动态荷载对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明，动态循环荷载作用显著加速了氯离子的扩散，氯盐溶液浓度越大，同一深度自由氯离子含量越高。且随着侵蚀龄期的延长，K不断增大，混凝土抗侵蚀能力显著降低。     

锂渣对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响研究

通过试验研究不同水灰比和锂渣替代率的混凝土试件在不同侵蚀龄期、氯盐溶液浓度的作用下,探讨锂渣对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响。试验采用自然浸泡法研究氯离子在饱和混凝土中扩散传输性能,通过钻芯取样,分层研磨,依照水溶性氯离子含量的测定方法获取各试件不同深度的氯离子浓度。结果表明,氯离子在混凝土中的扩散能很好地吻合Fick第二定律;锂渣作为矿物掺合料替代水泥后能有效降低氯离子在混凝土中的扩散,当锂渣掺量为20%和30%时,混凝土氯离子扩散系数仅相当于空白试件的40%和37%。水灰比的降低能够显著降低混凝土氯离子扩散系数;随着侵蚀龄期的增大,氯离子扩散系数减小,且各龄期下掺入锂渣的混凝土氯离子扩散系数均比空白试件小。     

应力水平对矿物掺合料混凝土氯离子渗透性的影响

矿物掺合料混凝土作为一种高性能混凝土,逐渐成为恶劣环境下钢筋混凝土结构的首选材料,其耐久性能对整个结构的使用寿命至关重要。考虑服役于近海、盐碱、除冰盐环境下的桥梁结构,遭受氯离子侵蚀和循环荷载的共同作用,开展了不同应力水平下矿物掺合料混凝土氯离子渗透性的试验研究。研究结果表明:应力水平越大,混凝土渗透性越好,氯离子更易侵入;侵蚀深度增加,氯离子浓度减小、扩散系数增大;侵蚀时间增长,氯离子浓度增加、扩散系数降低。     

混凝土结构钢筋脱钝的随机可靠度分析

根据混凝土临界氯离子浓度和氯离子扩散系数与水灰比、环境温度等的关系式,计算出不同条件下受氯盐侵蚀混凝土结构50年内钢筋表面的氯离子浓度。在分析钢筋混凝土结构钢筋表面氯离子浓度随服役年限关系的基础上,用Monte Carlo方法对钢筋脱钝的随机可靠度进行分析。对保护层厚度、水灰比和环境温度等随机变量对海工混凝土结构钢筋脱钝概率的影响进行探讨。     

运行15年的某华东海港码头氯盐腐蚀特点

对华东地区运行15年的某海港码头的构件腐蚀特点进行了调查,调查结果表明,构件的力学性能和保护层厚度基本满足设计要求,但构件电阻率测试值较低,存在腐蚀的可能性;构件的游离氯离子浓度与总氯离子浓度存在一定关系,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存在一定的差别。     

钢筋混凝土结构物抗盐冻性能的影响因素与寿命预测

对钢筋混凝土结构物抗盐冻性能的影响因素进行了研究,并对其使用寿命进行了预测。结果表明,硫酸盐能使混凝土中氯离子侵蚀浓度降低,在侵蚀早期比较明显,在晚期表现不显著。在钢筋混凝土结构进入到了冻融循环的时候开始,保持二者的龄期基本趋向一致,就会发现这两种混凝土材料中的耐腐蚀混凝土材料中所收到的侵蚀远比普通混凝土材料的严重,尤其体现在质量的变化上。温度对混凝土氯离子扩散速度具有显著影响,氯离子扩散速率随温度降低而变慢。临界氯离子浓度提高、混凝土保护层厚度增加、氯离子结合系数增大都能延长结构耐久性寿命;结构材质的耐久性寿命对于多个参数的影响程度很是敏感,例如氯离子的扩散系数、钢筋混凝土的保护层层厚度、其最原始的氯离子浓度、临界值氯离子浓度等,发现其表面的氯离子浓度的敏感程度比较低。     

海岸及近海混凝土材料耐久性设计指标的影响参数分析

混凝土的材料组成、养护条件以及工作环境等因素对其耐久性有显著影响。为研究这些因素对混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响程度,基于混凝土氯盐侵蚀检测数据库,对表观氯离子扩散系数进行时变性分析;引入多重环境时间相似理论,采用回归、拟合等方法获得暴露环境影响系数k _e、粉煤灰用量影响系数k _FA、矿渣用量影响系数k _SL、水胶比影响系数k _W/B及养护影响参数k_c的拟合式。研究结果表明：水下区对表观氯离子扩散系数有明显的放大效应,浪溅区对表观氯离子扩散系数有缩小作用;水胶比为0.25时混凝土中电迁移系数D _RCM约为水胶比为0.35时的70%;粉煤灰用量占胶凝材料总量的25%时D _RCM可比普通混凝土中降低约40%,矿渣用量为40%时电迁移系数降幅约25%;不养护条件下表观氯离子扩散系数约为充分养护条件下的2倍。利用上述影响系数,建立了表观氯离子扩散系数和电迁移系数之间的转换关系。     

海洋环境下混凝土中氯离子渗透性能研究

为了提高海洋环境下钢筋混凝土抵抗氯盐侵蚀的能力,以徐州淮海水泥厂325号水泥、铜山电厂粉煤灰等为原料配置了粉煤灰掺量分别为10%、20%和25%的混凝土,对其在氯化钠溶液中进行加速侵蚀试验。研究了氯盐在混凝土中的渗透规律以及粉煤灰掺量对混凝土中氯离子浓度的影响。试验结果表明混凝土中氯离子质量分数随着侵蚀时间的增加而增加;距离混凝土表面10mm以内的氯离子浓度要远远大于其它深度处的氯离子浓度,并且氯离子浓度从混凝土表面向内是逐渐递减的;在混凝土中掺入10%~25%的粉煤灰可以提高混凝土抵抗氯离子入侵的能力,并且粉煤灰掺量越大,抵抗能力越强。     

杂散电流与硫酸盐耦合作用下混凝土氯离子扩散性能研究

配制了两种配合比的混凝土试件,开展了杂散电流单独作用以及杂散电流与硫酸盐耦合作用下的氯离子侵蚀试验。测试了混凝土中水溶性氯离子含量,计算了不同试验条件下的氯离子扩散系数及其时变规律,分析了杂散电流、硫酸盐以及矿物掺合料对混凝土氯离子扩散性能的影响,并通过微观分析进一步阐述了杂散电流与硫酸盐耦合作用对混凝土氯离子扩散性能的影响机理。试验结果表明:杂散电流会通过电场作用促进氯离子向混凝土内部扩散;复掺粉煤灰和矿粉可降低混凝土孔隙率,显著降低氯离子扩散性能;硫酸盐会与水泥水化产物生成钙矾石,短期内对氯离子扩散起抑制作用,长期将增大氯离子扩散性能;杂散电流与硫酸盐长期耦合作用将增大氯离子扩散性能。     

氯离子在带接缝混凝土内的传输规律研究

为得出不同类型接缝及石灰石粉含量对混凝土构件在氯盐环境中的耐久性影响,设计了一侧为普通混凝土、另一侧为石灰石粉混凝土、中间为不同类型接缝的组合试件。将养护后的试件在10%浓度的氯盐溶液中浸泡270 d后取样,检测接缝处及其两侧混凝土内的自由氯离子浓度。结果表明:在同一试件内,接缝处的氯离子浓度最大,距接缝0～20 mm处混凝土内的氯离子浓度向远离接缝方向逐渐减小,距接缝20 mm之外混凝土内的氯离子浓度基本相等; 相同侵蚀时间下,同一深度处直接湿接缝内的氯离子浓度最大,凿毛接缝处次之,界面剂接缝处最小,拟合得出的3种接缝处的表观氯离子扩散系数分别为基体混凝土的1.95倍、1.87倍、1.83倍; 接缝两侧相同距离处,掺石灰石粉混凝土内的氯离子浓度均大于普通混凝土,石灰石粉掺量(质量分数)为10%、20%、30%时混凝土表观氯离子扩散系数分别增大9.8%、11.8%、65.8%; 数值模拟得到的氯离子在带接缝混凝土内的分布规律与试验结果吻合较好。     

混凝土中氯离子扩散性能的深入探讨

氯离子引起的钢筋锈蚀是氯盐侵蚀环境下混凝土结构性能劣化的主要原因。目前,有关氯离子在混凝土中扩散性能的研究绝大多数是以自由氯离子为对象,而对总氯离子在混凝土中扩散性能的研究很少。通过采用自然扩散法对自由氯离子和总氯离子在混凝土中的扩散性能开展研究,探讨水胶比对氯离子扩散性能的影响,考虑氯离子扩散系数的时间依赖性,建立氯离子有效扩散系数与表观扩散系数之间的关系,为更加科学地预测氯盐侵蚀环境下混凝土结构耐久性寿命奠定了基础。     

表面砂浆层改善混凝土抗氯离子渗透性能的试验研究

采用RCM法测定混凝土试件的氯离子扩散系数,研究表面砂浆层对混凝土抗氯离子渗透性能的影响.结果表明,致密的表面砂浆层能显著地降低混凝土本体的氯离子扩散系数.对强度等级低,抗氯离子渗透要求高的混凝土工程,采用表面砂浆层是非常有效的方法.     

考虑表面氯离子质量分数的沿海混凝土桥梁氯离子扩散修正模型

为了研究沿海距海岸距离为5~40 km钢筋混凝土桥梁的氯离子扩散规律,建立与之相适应的氯离子扩散模型,对沈山（沈阳—山关海）高速公路沿线25座钢筋混凝土桥梁进行钻芯取样,研究了表面氯离子质量分数和水胶比的关系。引入表面氯离子质量分数实测值与拟合值的比例系数,建立表面氯离子质量分数和距海岸距离的数学关系,结合氯离子表观扩散系数的时间效应对Fick第二定律的解析解进行修正。通过对比实测值和修正模型的拟合值验证模型的适用性。结果表明:构件表面氯离子质量分数与水胶比成正比,比例系数服从正态分布的统计规律;构件表面氯离子质量分数随着距海岸距离的增加而逐渐减小,二者呈指数关系;由修正后的氯离子扩散模型计算得出的拟合值能够包络大多数实测值,拟合结果偏安全。     

氯离子对钢筋混凝土结构的侵蚀分析

氯离子侵蚀引起钢筋锈蚀破坏十分突出,是造成钢筋混凝土结构过早破坏的主要原因之一.分析氯离子进入混凝土中的途径、存在形式和氯离子在混凝土中的扩散模式,考虑温度变化、时间变化、湿度变化以及混凝土内部缺陷特征不同对扩散系数的影响,基于Fick第二扩散定律建立了氯离子在混凝土中的扩散模型,并分析了氯离子表面浓度、氯离子临界浓度和有效氯离子扩散系数的影响因素和确定方法,由此建立的模型可供寿命预测参考使用.     

混凝土在氯离子侵蚀和冻融耦合作用下的研究

氯盐作为最主要的除冰盐,一方面可以清除冰雪;另一方面在冻融循环下,氯盐将引起混凝土路面的破坏和钢筋的锈蚀。对盐冻破坏机理以及氯离子侵蚀和冻融的相互影响作用进行了较全面的综述,分析了氯离子在混凝土中的侵蚀过程与冻融损伤对氯离子侵蚀作用的影响,并对其发展进行了展望。介绍了近年来一些学者的研究成果,提出氯离子在混凝土中的扩散不仅与自身性质有关,还受氯盐种类及冻融循环等外部因素的影响。此外,回归分析结果表明,冻融损伤与氯离子扩散系数、扩散深度之间均可以建立良好的非线性关系。     

外部氯盐环境对混凝土氯离子结合能力的影响

用自然扩散法测定混凝土中的总氯离子和自由氯离子浓度,计算不同种类混凝土对Cl-的结合能力,研究环境介质的种类及其氯离子浓度对混凝土氯离子结合能力的影响.结果表明,环境介质的成分越复杂、浓度越高、其他离子越多,普通混凝土对氯离子的结合能力越弱,掺矿物掺合料的混凝土与此规律基本相同.其中,以3.5%NaCl溶液为基准,普通...     

氯盐环境条件下预应力混凝土氯离子侵蚀模型研究

文章总结了国内外有关混凝土中氯离子侵蚀模型的研究现状,并对国内外几种典型的扩散方程进行了分析评价;针对氯盐侵蚀的预应力混凝土结构,讨论了氯离子扩散系数的计算。氯离子扩散系数对于预应力混凝土来说是一个重要的因素,因此合理确定氯离子扩散系数,对预测氯离子环境条件下预应力结构的耐久性具有重要意义。对于预应力混凝土,计算氯离子扩散系数除了要考虑混凝土与氯离子之间的结合能力、环境温度、湿度影响外,还要考虑混凝土的应力水平,氯离子有效扩散系数是变化的,且氯离子扩散系数对PC结构耐久性的影响很大。本文对预应力混凝土氯离子侵蚀模型进行了改进,并根据试验结果对改进后模型进行了评价。