石灰石粉对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

通过RCM法研究了石灰石粉对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。研究结果表明，适量的石灰石粉改善了混凝土的早期抗氯离子渗透性能，但石灰石粉降低了混凝土后期抗氯离子渗透性能；混凝土的抗氯离子渗透性能随水胶比的降低而提高。     

冻融损伤对混凝土氯离子扩散性能的影响

通过自由氯离子滴定试验和氯离子扩散深度试验研究了冻融损伤对混凝土氯离子扩散性能的影响。结果表明，冻融损伤对混凝土氯离子扩散性能的影响是显著的。当混凝土的损伤为24％时，其氯离子扩散系数和扩散深度分别是未损伤混凝土的6．5倍和2倍，混凝土结构的使用寿命将会缩短75％～85％。回归分析结果表明。混凝土的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。     

混凝土中氯离子迁移的影响因素研究

从混凝土暴露时间、胶凝材料吸附作用、环境温度、应力和裂缝状态等方面考察了它们对混凝土中氯离子迁移的影响、结果表明，混凝土的氯离子表观扩散系数随暴露时间的推移而衰减，且掺有掺合料的混凝土其衰减程度要大于纯水泥混凝土；矿物掺合料对氯离子的吸附结合能力要比水泥强，胶凝材料对氯离子的吸附结合能力与环境中的氯离子浓度有关；环境温度越高，混凝土中氯离子的迁移速率越大．混凝土所处的应力状态将在多方面影响氯离子在混凝土中的迁移，混凝土中裂缝的存在将促进氯离子在混凝土中的迁移．     

UEA掺量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

在50％矿渣掺量的基础上，就膨胀剂UEA掺量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响进行了试验研究．结果表明：掺入膨胀剂能有效降低混凝土抗氯离子渗透试验中的初始电流、最大电流增量和氯离子迁移电量．因此，掺加膨胀剂是一种提高混凝土抗氯离子渗透能力的有效措施．     

涂层混凝土氯离子扩散的修正模型与数值模拟

氯离子侵蚀是影响混凝土耐久性能的主要原因之一，通过在混凝土表面刷涂层的方式可以有效阻止氯离子在混凝土中的扩散。通过MATLAB与COMSOL Multiphysics软件联合仿真，建立三维随机骨料混凝土模型，并在COMSOL Multiphysics中建立涂层模型模拟氯离子扩散的影响。而涂层与混凝土材料完全不同，其扩散系数的推导也不相同。通过建立改进的涂层模型，模拟涂层对氯离子侵蚀混凝土的影响。对比无涂层混凝土，试验周期90～150 d的聚氨酯涂层、聚脲涂层混凝土在0～15 mm厚度范围氯离子浓度下降分别可达97%、96%；而水泥基涂层混凝土氯离子浓度下降75%，证明涂层对阻止氯离子侵蚀混凝土效果显著。对比无涂层及不同涂层模型结果，其模拟值与试验值误差在10%左右，相关系数在0.98以上，扩散模型准确性较高，对后续研究具有一定指导意义。     

氯离子在混凝土中的扩散速度

氯离子扩散速度与含氯环境中钢筋混凝土使用寿命关系密切，也是混凝土耐久性研究中的“热点”之一。本文结合作者多年来的研究工作，论述了研究氯离子扩散速度的方法，环境中氯盐浓度，扩散时间与扩散速度的关系，以及氯离子在混凝土和粉煤灰混凝土中扩散的各种影响因素。     

混凝土在多重因素作用下的氯离子扩散方程

基于Fick第二扩散定律，推导出综合考虑混凝土的氯离子结合能力，氯离子扩散系数的时间依赖性和混凝土结构微缺陷影响的新扩散方程，得到了混凝土的氯离子扩散理论基准模型。建立了考虑多种耐久性因素作用下的混凝土表面剥落氯离子扩散理论模型，混凝土冻融循环氯离子扩散理论模型和混凝土损伤氯离子扩散理论模型。借助于大量的实验和工程数据，对理论基准模型进行了实验验证和工程验证，结果表明，在海洋，除冰盐和盐湖等氯离子环境中，混凝土氯离子浓度实测值与本文理论模型预测值完全相符，取得了满意的验证效果。     

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。     

海洋环境喷射混凝土抗氯离子侵蚀性能试验研究

为研究海洋环境喷射混凝土氯离子扩散性能,试验采用浸泡法及盐雾法模拟海洋水下区及海洋大气区,对不同侵蚀龄期喷射混凝土及钢纤维喷射混凝土渗透层氯离子含量进行测定。同时,与同配合比模筑混凝土进行对比,研究喷射混凝土氯离子扩散性能与模筑混凝土的差异。结果表明:随着侵蚀龄期增加,混凝土中氯离子含量增大,且相隔龄期间极差增大;不同海洋环境对混凝土氯离子扩散影响显著,与同条件下模筑混凝土相比,喷射混凝土氯离子扩散速率快,且在距表层同深度处氯离子含量较大;钢纤维的掺入可显著改善喷射混凝土微观孔结构,降低喷射混凝土中氯离子含量,提高其抵抗氯离子侵蚀性能。     

掺粉煤灰混凝土抗渗性和氯离子扩散性的交流阻抗研究

本文应用交流阻抗谱方法研究了混凝土的抗渗性和氯离子扩散性。通过对掺粉煤灰混凝土和基准混凝土的性能对比表明：掺粉煤灰混凝土的氢氧离子扩散系数和氯离子扩散系数均小于基准混凝土；在长期海水侵蚀下，掺粉煤灰混凝土的氢氧离子扩散系数的氯离子扩散系数亦均远小于基准混凝土。     

混凝土表面氯离子浓度时变规律试验研究

采用氯盐浸泡试验,定期检测了混凝土表面处的氯离子浓度,并对数据进行了拟合分析,研究了混凝土表面氯离子浓度随时间的变化规律,分析了氯盐溶液浓度、水灰比和粉煤灰掺量对表面氯离子浓度大小及其累积速率的影响。结果表明,表面氯离子浓度随时间的增加逐渐增长并最终达到稳定状态。随着氯盐溶液浓度的增加,表面氯离子浓度将更快地达到稳定状态,表面氯离子浓度也相应增大;水灰比越大,表面氯离子浓度累积速率越快,表面氯离子浓度越大;掺入粉煤灰可加快表面氯离子浓度的累积速率,表面氯离子浓度随粉煤灰掺量的增加而增大。通过对现有模型的比较与修正,提出了一个更为完善的模型。     

氯离子在砂浆中扩散的影响因素

采用自然浸泡方式,测试了一定条件下外部溶液中的氯离子在砂浆中的扩散深度、可溶性氯离子含量、孔隙结构以及浆体结合氯离子性能等,进而研究了影响氯离子在砂浆中扩散的关键因素.结果表明:砂浆中氯离子扩散深度及可溶性氯离子含量与体系中孔径大于30 nm的孔隙率、浆体结合氯离子性能存在较为显著的相关性,矿渣以及氯离子结合剂的掺入可显著降低砂浆中氯离子扩散深度随浸泡龄期增加的速率.     

矿物功能材料的Cl-结合能力

测试了几种典型矿物功能材料对Cl^-的初始固化力．研究表明：矿物功能材料对Cl^-有较强的初始固化力，且这种初始固化力主要归因于它们对Cl^-的物理吸附作用，其大小与材料的种类有关．进一步的研究发现，矿物功能材料对Cl^-的初始固化力并不仅仅取决于相应比表面积的大小，同时还与各矿物功能材料的化学组成、表面结构、表面电特性及微孔特性等有关．正是由于矿物功能材料对Cl^-的初始物理吸附和中、后期二次水化产物对Cl^-的化学固化，从而使得高性能混凝土具有较强的Cl^-结合能力。     

防盐蚀剂对输变电基础混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响

通过室内加速氯离子侵蚀试验,测试不同侵蚀时间内掺GN防盐蚀剂混凝土和无防盐蚀剂混凝土内部不同深度处的氯离子浓度,研究GN防盐蚀剂对氯离子扩散系数和混凝土表面氯离子浓度的影响,引入氯离子扩散系数降低系数和表面氯离子浓度降低系数,对防盐蚀剂的效果进行定量评价。结果表明:GN防盐蚀剂可以使混凝土中氯离子的扩散系数降低31.3%,混凝土表面氯离子浓度降低22.67%;防盐蚀剂可以较大程度地提高氯离子侵蚀环境下输变电基础的使用寿命。     

海砂混凝土的抗氯离子性能研究

研究海砂中的氯离子含量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律是制备抗钢筋锈蚀混凝土的基础。根据海砂中的氯离子含量不同,研究了水胶比对混凝土抗氯离子渗透性能的改善效应。结果表明:在氯离子含量分别为0、0.06%、0.12%、0.30%时,降低水胶比均能使海砂混凝土的电通量下降。当水胶比低于0.35时,海砂混凝土的电通量均可低于1000 C;水胶比相同且混凝土氯离子含量在0~0.30%时,氯离子含量越高,电通量越低,氯离子结合率越高。     

废轮胎再生混凝土抗氯离子侵蚀试验研究

为了研究废轮胎再生混凝土抗氯离子侵蚀性能,采用了DY-2501B氯离子快速测定仪,对废轮胎再生混凝土试件的氯离子含量进行了测定,研究了水灰比、橡胶取代率、再生粗骨料取代率对废轮胎再生混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响规律。结果表明:随着水灰比的增大,废轮胎再生混凝土抗氯离子侵蚀性能逐渐减弱,30~60 d内氯离子含量的增加速率减缓;随着橡胶取代率的增加,废轮胎再生混凝土内氯离子含量呈现先增加后减小的现象,而拐点因再生粗骨料取代率的变化而变化;废轮胎再生混凝土内氯离子含量随着再生粗骨料取代率的增加而增加,但当橡胶取代率为30%,再生粗骨料取代率为30%时氯离子含量下降。     

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。     

电化学除氯过程钢筋网周围电场与氯离子分布特征试验研究

探明电化学除氯过程混凝土内部的电场分布特征有利于研究混凝土除氯后的氯离子非均匀分布现象。为进一步研究电化学除氯过程中混凝土内部电场对氯离子迁出的影响,将一种屏蔽式预埋电极阵列应用于内蕴氯盐的钢筋网布置混凝土试件电化学除氯试验中,探究钢筋网周围电场及氯离子的分布特征。结果表明,混凝土内电场分布影响氯离子的迁出,电场强度大的区域,氯离子迁出速率高,残余氯离子浓度低;电场强度小的区域,氯离子迁出速率低,氯离子存在堆积现象。     

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。