碳化与氯盐共同作用下混凝土劣化的研究综述

碳化作用与高浓度氯离子侵蚀双重作用下的混凝土结构更容易发生耐久性问题。通过分析碳化作用与氯离子侵蚀对混凝土的破坏机理,根据国内外学者对碳化与氯离子侵蚀共同作用下的相关研究,综述了碳化与氯离子侵蚀共同作用下的相互影响及原因,并指出了未来试验研究方向和建议。     

碳化对海砂混凝土中氯离子扩散的影响

选取海阳海砂、淡化海阳海砂和河砂三种细骨料,分别制备强度等级为C30和C50的混凝土,进行加速碳化与氯离子侵蚀复合试验的研究,测出混凝土试块不同深度的水溶性自由氯离子含量.结果表明:海砂混凝土、淡化海砂混凝土在碳化与氯离子侵蚀复合作用下的破坏规律与河砂混凝土基本一致.碳化时间对各种混凝土中氯离子的扩散影响都很大.混凝土强度等级,海砂中固有的氯离子等因素也影响混凝土各深度的水溶性自由氯离子含量.     

碳化作用对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用混凝土快速碳化试验,获得不同碳化龄期和碳化深度的混凝土试件,结合RCM法测定其氯离子扩散系数,研究了碳化作用对氯离子扩散系数的影响。试验结果表明：混凝土碳化对氯离子渗透有一定的影响,当碳化深度小的混凝上试件氯离子扩散系数会有很大程度的下降;碳化深度大的甚至完全碳化的混凝土试件的氯离子扩散系数不仅没有下降,反而略有升高。混凝土在碳化早期,由于碳化产物填充了混凝土孔隙,阻止了氯离子扩散;而随着混凝土碳化深度增加,混凝土对氯离子的化学结合能力以及物理吸附能力都下降了,自由氯离子反而增多。     

氯离子侵蚀对钢筋混凝土的影响及预防措施

氯离子引起的钢筋锈蚀,是影响钢筋混凝土结构耐久性最主要的因素。本文论述混凝土中氯离子的来源、侵蚀机理及其对混凝土的碳化影响等,提出了预防氯离子侵蚀的主要技术措施。     

碳化对混凝土抗冻性的影响及机理

对经过不同碳化时间的混凝土进行冻融循环试验,测试其力学性能和微观孔隙特征参数,并提出混凝土内部"孔隙曲折度"概念.结果表明:碳化对提高混凝土抗冻性具有恒定的促进作用,碳化3~14d可使混凝土因冻融造成的动弹性模量下降量减少3%~12%;碳化使混凝土内部孔隙曲折度增大;掺加粉煤灰可增大混凝土内部孔隙曲折度,使侵蚀介质的渗透路径变长,进而提高其抗冻性;引气虽然也可提高混凝土抗冻性,但与其内部孔隙曲折度的相关性较低,表明引气和使用矿物掺和料对提高混凝土抗冻性的机理不同.     

基于玄武岩纤维高性能混凝土耐久性试验研究及机理分析

通过在混凝土中双掺玄武岩纤维和粉煤灰,设计4种试验方案配制高性能混凝土,测试了纤维掺量改变混凝土抗碳化性能的法则,基于RCM法研究了碳化3 d、7d、14 d和28 d四个龄期条件下,氯离子扩散的变化规律.研究表明:掺加纤维会增强混凝土抗碳化能力,当纤维体积含量是1.6 kg/m3时,混凝土抗碳化能力最强;氯离子扩散系数随着混凝土养护时间的延长而变小,早期速度变小快,后期减小慢,其机理是碳化产生CaC03堆积在混凝土中,充填了混凝土的孔隙,使混凝土的耐久性能得到改善,为在工程中应用提供参考.     

不同环境钢筋混凝土受弯构件承载力退化计算

通过对处于不同环境下某三跨简支桥的实例计算,对比分析了混凝土碳化影响下和氯离子侵蚀下的桥梁耐久性退化的差异,结果表明：氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀,其腐蚀速度要比碳化引起的钢筋锈蚀快得多,结构承载力退化更显著。     

不同水胶比下粉煤灰混凝土抗氯盐及碳化腐蚀性能研究

通过加速碳化试验及快速氯离子渗透试验(RCPT)研究了不同水胶比和不同粉煤灰掺量下混凝土的抗氯盐及碳化腐蚀性能.结果表明:粉煤灰对混凝土抗氯盐和碳化的性能影响机制明显不同.氯盐破坏情形,不论水胶比水平在0.5以上或0.35以下,粉煤灰的掺入对于改善混凝土抗氯离子侵蚀性能皆有明显效果;且水化中后期,火山灰效应的发挥逐渐赶...     

纤维掺量对混凝土碳化-氯离子渗透性能的影响

设计了纤维掺量分别为0.5、1.0及1.5 kg/m3的玄武岩混凝土和玻璃纤维混凝土,研究分析了纤维掺量对混凝土碳化性能的影响,并通过电通量法测试了在碳化条件下,不同纤维掺量的玄武岩、玻璃纤维混凝土氯离子渗透的变化,同时采用扫描电镜观察了试件的微观结构。结果表明:掺加纤维会降低混凝土的抗碳化及氯离子渗透性能,玄武岩纤维混凝土的性能要优于玻璃纤维混凝土;碳化作用生成的CaCO3沉淀填补了混凝土中的孔隙,使得纤维混凝土的抗氯离子渗透性能提高。     

碳化作用下固化氯离子失稳特性研究

通过在拌合水中预先引入不同数量的氯离子,成型净浆,由溶出法测试碳化前后自由氯离子含量,并利用X-射线衍射方法(XRD)分析碳化前后净浆物相组成,研究了在碳化作用下固化氯离子的稳定性.结果表明,混凝土中氯离子结合满足Tuutti提出的线性吸附关系;固化氯离子并不牢固,在碳化作用下会释放;当碳化使混凝土的pH值降为11.5时,70％以上的固化氯离子会被释放;矿物掺合料具有提高胶凝材料中固化氯离子稳定性的作用;XRD分析证实了碳化会使水泥石中Friedel盐分解,由此造成固化氯离子的释放.     

高性能水泥基材料的耐久性能及其微观结构

采用加速扩散法、Na2SO4溶液浸泡法、快冻法、快速碳化法分别研究了普通混凝土(Ordinary Concrete,简称OC)、高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)、低渗透混凝土(Low Permeability Concrete,简称LPC)、无细观界面过渡区水泥基材料(Meso-inter-facial transition zone-free cement-based materials,简称MIF)等4种水泥基材料的抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻性能、抗碳化性能。结果表明:OC、HPC、LPC和MIF的抗氯离子渗透性能、抗冻性能和抗碳化性能排列顺序均为:MIF>LPC>HPC>OC,而HPC、LPC和MIF均有较好的抗硫酸盐侵蚀性能。同时,孔结构分析表明:就孔隙率、最可几孔径、孔径≥50 nm的孔含量而言,OC、HPC、LPC和MIF的排列顺序均为:MIF相似文献   

沸石粉对混凝土耐久性的影响

通过不同龄期混凝土抗压强度、碳化、干燥收缩和抗氯离子渗透试验,结合扫描电子显微镜微观形貌分析,研究了不同掺量沸石粉对混凝土耐久性的影响。试验结果表明,沸石粉降低了混凝土早期抗碳化性能和抗氯离子渗透性能,而掺加10%沸石粉改善了混凝土后期内部结构,提高了其后期抗碳化性能和抗氯离子渗透性能;沸石粉降低了混凝土干燥收缩性。     

基于电化学原理的混凝土耐久性控制及保护技术

在现代混凝土研究中,混凝土内部包括碱骨料反应、和易性形成、碳化以及氯离子、硫酸盐等化学物质的电化学反应模型逐步形成,而其通过电极和离子运动实现混凝土的各种变化与自身性能的特性也在现代电化学混凝土技术中得到了很好的运用。     

多种腐蚀因素作用下钢筋混凝土结构的可靠度分析

钢筋混凝土结构可能会同时受到多种腐蚀介质的侵蚀。本文给出了钢筋混凝土结构常见的几种腐蚀失效模式。考虑了失效模式间的相关性对结构整体可靠度的影响,用系统可靠度方法分析了多种腐蚀因素作用下钢筋混凝土结构的可靠度并给出了算例。该分析方法计算简便,可以作为多种腐蚀介质环境下结构可靠度分析的参考方法。     

弯拉荷载冻融循环氯盐侵蚀作用下混凝土的劣化

研究了冻融循环-氯盐侵蚀和弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下混凝土的劣化行为,分析了氯盐侵蚀和冻融损伤的相互影响,以及弯拉荷载对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:冻融循环导致混凝土微裂纹萌生、扩展,使孔隙结构遭到破坏,从而加速了氯盐的侵入;氯盐的侵入会影响混凝土的饱水度和孔隙溶液的迁移,加速冻融循环造成的表面剥落和内部损伤.在弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下,混凝土的破坏形式以表面剥落为主,弯拉荷载会加速劣化,甚至使其脆性断裂.     

高性能混凝土耐久性能试验研究

以3种不同水胶比和矿物掺合料掺量为变量,研究混凝土抗氯离子扩散、抗渗、抗碳化性能的变化。通过试验得出:水胶比0.33,双掺(20%石灰石粉+10%矿渣)的28 d强度最高,其扩散系数最小;良好养护的混凝土试件,其材料自身的抗水渗透能力均较好,且随着强度的提高,其渗水高度略有降低。随着碳化时间的增长,混凝土碳化深度逐渐增加,但碳化28 d后平均碳化深度均小于10 mm;根据试验结果,可为今后高性能混凝土配合比设计提供依据。     

混凝土结构损坏机理的主要因素

从钢筋的锈蚀、混凝土的碳化、氯化物侵蚀、混凝土的冻融破坏、混凝土的碱—骨料反应五个主要因素入手,对混凝土结构损坏机理进行了分析,以期指导实践,提高混凝土结构耐久性,延长其使用寿命。     

迁移型阻锈剂对碳化混凝土耐久性的维护作用

基于迁移型阻锈剂的已有研究成果,包括其基本原理、物理性能、渗透机理、渗透性能、阻锈机理、阻锈性能及其对混凝土特性的影响等,设计完成了碳化混凝土中迁移型阻锈剂对钢筋的保护性能试验;通过对试验结果的研究,讨论了混凝土碳化条件下以及碳化且氯离子侵蚀同时发生条件下,迁移型阻锈剂对混凝土构件耐久性的维护作用及对混凝土碳化速率和混凝土孔隙溶液液相碱度的影响;分析了混凝土碳化条件下迁移型阻锈剂维护钢筋钝化状态的作用机理,并总结了不同施用方法对迁移型阻锈剂作用效果的影响。试验结果表明:迁移型阻锈剂通过在钢筋表面形成保护层保护钢筋,其作用效果与碳化层深度、氯离子含量及施用方法有关;碳化层尚浅时施用迁移型阻锈剂,可以成功保护钢筋不受腐蚀;迁移型阻锈剂与混凝土的碳化速度并无直接关系。     

混凝土结构耐久性研究现状与展望

从混凝土碳化、氯离子扩散、钢筋锈蚀、混凝土冻融破坏等方面论述了材料层面上混凝土耐久性研究，并从构件和结构方面综述了相关研究成果，针对目前研究存在的不足进行了展望。