盐冻作用下风积沙混凝土中氯离子扩散研究

为研究氯盐冻融循环作用下风积沙掺量对混凝土氯离子扩散的影响,试验制备了不同风积沙掺量(质量替代率为0%、25%、50%、75%、100%)的混凝土。通过化学分析法测定盐冻环境下不同风积沙掺量混凝土中自由氯离子浓度和总氯离子浓度,计算了风积沙混凝土相对氯离子结合系数和氯离子扩散系数。结果表明:自由氯离子浓度随风积沙掺量的增大先减小后增大,随冻融循环次数的增加而逐渐增加,风积沙混凝土的结合性能均表现出良好的Langumir非线性吸附,且与冻融循环次数没有直接关系;当风积沙掺量为25%时,相对氯离子结合系数最小,在相同的冻融循环次数下氯离子扩散系数达到最低值;冻融循环作用对大掺量风积沙混凝土氯离子扩散速率的影响较小,风积沙掺量100%的试验组氯离子扩散系数随冻融循环次数的增加而降低,表现出良好的抗氯离子侵蚀能力。由此可见,适量的风积沙掺入能够抵挡氯离子入侵,大量风积沙的掺入提高了混凝土在氯盐侵蚀下的抗冻性能。     

冻融损伤条件下水工混凝土渗透性能试验

氯离子扩散系数是评定混凝土渗透性能的一个重要指标。对水工C30引气混凝土先后进行冻融循环试验和渗透性试验,基于不同冻融损伤程度开展氯离子扩散系数试验,用理论和试验相结合的方式分析冻融损伤对水工混凝土渗透性能的影响。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,损伤程度随之加深,混凝土的密实性逐渐下降,氯离子扩散系数呈线性增长,混凝土抗渗透性能明显下降。     

冻融循环对混凝土氯离子扩散系数影响

本文通过模拟严寒地区秋末冬初混凝土施工时昼夜温差较大的恶劣气候环境,分析氯离子扩散系数增值与混凝土冻融循环后的冻胀损伤之间的对应关系,对混凝土中掺入粉煤灰后经历冻胀的损伤程度进行研究。研究表明在-20℃冻融循环条件下Na2SO4和NaNO2对于混凝土早期结构的发展具有一定的增强作用,均降低了混凝土试件的氯离子扩散系数,并且对于粉煤灰后期活性的激发具有促进作用,其中Na2SO4的促进作用优于NaNO2。     

冻融循环作用下纳米掺合料对大坝混凝土性能影响试验研究

为改善高寒地区大坝混凝土长期遭受冻融循环作用导致的性能衰减问题,基于对抗冻机理的认知进行混凝土配合比定量设计,在低热水泥、粉煤灰胶凝材料体系中掺加了高活性纳米掺合料对混凝土微结构进行协调优化,配制了高抗冻混凝土.研究了冻融循环作用下纳米掺合料混凝土的抗压强度、劈拉强度、氯离子扩散系数、相对动弹性模量和质量损失率,分析了...     

纤维混凝土氯离子扩散试验研究

以沿海某水闸混凝土耐久性设计为依托,通过试验研究了混凝土的氯离子扩散特性。设计变量包括水泥品种、水灰比和纤维掺量,采用NEL法测定养护龄期28 d的混凝土氯离子扩散系数。试验研究结果表明:海工水泥混凝土的氯离子扩散系数较普通水泥混凝土氯离子扩散系数小;混凝土氯离子扩散系数随着水灰比和纤维掺量的增大而增大。     

溶液成分对混凝土中氯离子扩散系数影响的研究综述

从氯离子在电解质中的扩散机理出发,结合混凝土性质,概述溶液成分对混凝土中氯离子扩散系数的影响机理。介绍适用于研究溶液成分影响的氯离子扩散系数的试验方法。总结国内外关于溶液成分对混凝土中氯离子扩散系数影响的研究成果,指出现今一些试验研究中的不足,并在此基础上提出有待深入研究的问题。     

海工混凝土氯离子扩散系数随深度的变化规律

氯离子扩散系数是表征氯离子侵入混凝土内部速率的重要参数.基于混凝土在长期服役过程中内部毛细孔结构的演化结果和电化学理论,推导了介质在真实溶液中的扩散方程.理论计算结果表明,混凝土内部氯离子扩散系数随深度的增加而增大.对工程现场混凝土内部氯离子的浓度进行取样检测,计算得出不同深度氯离子扩散系数的变化规律,与现场检测结果变化规律一致.     

既有水工混凝土氯离子扩散系数的时变模型

处于自然含氯环境下的水工混凝土,承受荷载和氯盐侵蚀等多种因素的作用.根据钱塘江河口地区的两座既有水闸的闸墩混凝土中氯离子浓度的检测结果,分析了实际水工混凝土在自然环境下的氯离子侵蚀规律,得出使用30 a的水工混凝土中氯离子最高浓度在距离表面约2 cm处;通过模拟既有水工混凝土并测试氯离子扩散系数,证实了氯离子扩散系数随时间减小的规律;基于既有水工混凝土的测试、模拟和Fick第二定律,建立了包括时间、空间和温度影响因素的既有水工混凝土氯离子扩散系数时变模型.     

水工混凝土氯离子侵蚀模拟的相似性研究

以典型海洋环境下温州市瓯江口一座既有水闸为背景，分析了处于潮差区的闸墩混凝土氯离子侵蚀参数,将其与室内模拟加速试验结果相比较，研究在人工气候环境下水工混凝土氯离子侵蚀参数的相似性。根据测定的混凝土不同深度处自由氯离子浓度，分析了既有闸墩混凝土的对流区厚度、氯离子浓度峰值，计算了混凝土的氯离子扩散系数；对比分析了人工气候环境与模拟环境中主要参数的相似性。分析结果表明，人工气候环境侵蚀试验中,氯离子对流区厚度和混凝土扩散系数等重要参数与自然环境下的侵蚀有相似规律。      

混凝土碳化对氯离子扩散影响试验研究

混凝土耐久性研究从环境层面分主要是碳化和氯离子扩散两个方面。碳化过程会改变混凝土的性质,影响氯离子扩散。在相同养护条件下制成混凝土试件,试件在内部环境条件相同的碳化箱中进行不同程度碳化并测量碳化深度。采用标准电流电量法测量不同碳化深度混凝土试件的扩散系数,分析在其他条件相同的情况下碳化深度对氯离子扩散系数的影响及产生这种影响的原因。试验结果表明氯离子扩散系数随碳化深度增加而增大。综合分析碳化影响效应,碳化对于氯离子扩散存在正反两方面的影响。一方面碳化增加混凝土密实度,阻碍氯离子扩散;另一方面碳化增加混凝土内毛细孔数量且增加自由氯离子含量,促进氯离子扩散。实际情况下碳化对于氯离子扩散系数的影响效应取决于哪一方面的作用更具主导性。     

海水干湿交替区氯离子对混凝土侵入作用的现场检测和分析

为研究海水干湿交替区氯离子对混凝土结构的侵入规律,本文分别对作用时间为4年多和16年多的2个海港码头干湿交替区进行多次现场检测。考虑了混凝土的表层对流区深度,运用Fick第二定律对实测氯离子侵入资料进行拟合,研究了干湿交替区不同高程纯扩散区域的表面氯离子含量和氯离子扩散系数。根据该海区潮汐特征的统计资料计算得到不同高程的海水年浸润时间比例,研究了不同码头海水年浸润时间比例与平均表面氯离子含量和平均扩散系数之间的关系。结果表明,海水年浸润时间比例在0.3～0.5之间时,平均表面氯离子含量和平均氯离子扩散系数都较大,将可能对混凝土结构造成严重的侵蚀。本文引入海水年浸润时间比例,可以将干湿交替条件下的氯离子侵入规律应用到其它海域。     

基于渗透性能的混凝土耐久性预测模型

通过不同配合比混凝土试件的气体渗透性测试、吸水性测试及氯离子侵蚀试验,分析了混凝土氯离子扩散系数与渗透性能之间的关系,建立了基于渗透性能的混凝土耐久性预测模型,并以某临海水闸工程为例对所建模型进行验证。结果表明:空气渗透性系数、吸水性系数及氯离子扩散系数均随着水灰比的增大而增大;不同水灰比情况下,氯离子扩散系数均随空气渗透性系数、吸水性系数的增大而增大,且呈现一定的相关性;建立的基于渗透性能的混凝土耐久性预测模型,只需进行混凝土结构渗透性能的试验,即可预测混凝土结构的使用寿命;以某临海水闸工程为例对所建模型进行验证,认为该模型是可行的。建立基于渗透性能的混凝土耐久性预测模型对在氯离子环境下的混凝土结构工程直接利用渗透性能预测其使用寿命具有重要意义。     

圆形截面混凝土中氯离子时变扩散解析模型

为了克服传统常扩散解析模型无法考虑氯离子扩散系数时变特性所存在的缺陷,研究建立了圆形截面混凝土中氯离子时变扩散解析模型。在极坐标系中建立了圆形截面混凝土中氯离子时变扩散的控制方程、边界条件和初始条件,然后通过引入等效扩散时间将氯离子的时变扩散方程转化为常扩散方程,进而结合贝塞尔函数和变量代换法,建立了圆形截面混凝土中氯离子时变扩散的解析模型,并与数值模型和常扩散解析模型进行对比验证。分析结果表明,该解析模型具有较高计算精度和计算效率,不仅可以克服数值模型对空间离散网格和时间步长的依赖性,而且还可以克服常扩散模型由于忽略氯离子扩散系数时变性而高估混凝土中氯离子质量分数所存在的缺陷;圆形截面混凝土中的氯离子质量分数分布介于一维和二维扩散之间,随着圆形截面半径和龄期衰减系数的增大逐渐趋近于一维扩散情况。     

混凝土中氯离子二维扩散规律的解析研究

在综合考虑混凝土初始暴露龄期和时变扩散系数的基础上研究氯离子侵入混凝土的时变扩散模型,并据此推导了氯离子二维扩散微分方程的封闭解,分析了混凝土初始暴露龄期、持续暴露时间、时变扩散系数等因素对混凝土中氯离子二维扩散和分布规律的影响。研究并比较了本文与其他文献中的氯离子二维扩散模型,并对这些计算模型的特点和适用性给出说明。     

混凝土变电压RCM试验的边部效应研究

通过氯离子快速迁移（RCM）试验测试混凝土中氯离子扩散系数时由于存在边部效应,导致混凝土试件与橡胶套相邻部位的氯离子扩散深度明显大于试件中心部分的扩散深度。为此通过对混凝土RCM试验结果的统计分析,系统研究了边部效应及其对氯离子扩散系数测试结果的影响,建立了修正计算式 。首先进行74组混凝土试件的变电压RCM试验,并定义试件上各个测点氯离子扩散深度的标准值;然后通过对试验实测结果的统计分析得到试件各个测点上氯离子标准扩散深度的均值及标准差,并据此定量分析边部效应的范围及其对氯离子扩散深度及扩散系数的影响;最后,通过回归分析建立排除边部效应试验结果与传统的不排除或部分排除边部效应试验结果之间的转换关系。研究表明,边部效应对直径100 mm圆柱形混凝土试件的影响范围为试件外边缘至试件内部20 mm深的区域 ,排除边部效应的影响能够有效减少结果波动性,从而提高RCM试验的准确性。     

矿物掺合料对西北盐渍土地区混凝土耐腐蚀性的影响

为解决我国西北盐渍土地区混凝土结构存在的盐蚀问题,掺入矿物掺合料提高混凝土的耐腐蚀性。根据特定工程会对混凝土强度预先提出要求的实际情况,控制混凝土满足C35强度等级,设计单掺、双掺和三掺粉煤灰、矿渣粉及硅灰等6种配合比,采用硫酸盐干湿循环侵蚀、SEM(Scanning Electron Microscope)和XRD(X-Ray Diffraction)等方法研究不同掺合料对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,采用快速氯离子迁移系数和电通量法研究混凝土的抗氯离子渗透性能。结果表明:混凝土强度相同条件下,随着掺合料掺量增加,混凝土抗硫酸盐侵蚀和抗氯离子渗透能力都有提高,且粉煤灰的提高效果高于矿渣粉的提高效果。不同掺合料复掺可以改善混凝土的孔隙结构与水化产物结构,明显提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,进一步提高混凝土的耐腐蚀性。     

地聚合物复合水泥混凝土性能研究

通过实验室的试件试验,比较了地聚合物复合水泥(GBC)混凝土与普通混凝土的物理力学性能和耐久性能.试验结果表明,GBC混凝土的干缩小于普通混凝土,抗裂性能高于普通混凝土.GBC具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能.GBC混凝土比普通混凝土具有更强的抗氯离子扩散性能,其水溶性氯离子有效扩散系数只有普通混凝土的17%.     

曹娥江大闸高性能混凝土抗氯离子渗透性能

针对曹娥江大闸枢纽工程的特点,研究普通混凝土和4种配合比高性能混凝土的抗氯离子渗透性能,并进行混凝土抗氯离子侵蚀机理分析及工程寿命预测。自然浸泡法测得高性能混凝土的氯离子有效扩散系数在0.91×10-12~1.96×10-12m2/s之间,试验结果表明:高性能混凝土的氯离子扩散系数显著小于普通混凝土,具有更好的抗氯离子侵蚀性能,能显著延长工程寿命。     

碳化-干湿循环作用下风积沙混凝土氯离子传输试验研究

我国西北地区有大量盐湖分布,加之冬季除冰盐的使用,使这种环境下混凝土工程的气液交换区经常受到干湿循环和碳化的双重作用,这部分混凝土比一般环境下的混凝土更容易发生钢筋锈蚀。进行了风积沙混凝土在干湿循环和碳化作用下氯离子侵蚀试验研究,通过分析自由氯离子含量和分布规律、氯离子扩散系数以及时间依赖性与碳化时间的关系,深入研究了风积沙混凝土在碳化和干湿循环作用下氯离子的传输规律。结果表明：碳化作用阻碍了氯离子向内部的迁移速度,且碳化时间越长氯离子扩散系数越小,对混凝土抗氯离子侵蚀起到了积极作用;干湿循环作用前期加速了氯离子侵入,中后期由于形成的盐结晶填充了孔隙,增大了混凝土的密实度,阻碍了氯离子继续向内侵蚀,但结晶应力产生的裂缝却使表层氯离子含量增加。