干湿循环作用下氯离子在混凝土中的侵蚀过程分析

干湿循环和氯盐浸泡对比试验表明,在干湿循环作用下,氯离子在混凝土中的传输速度远大于饱水混凝土内外氯离子浓差引起的离子扩散速度,氯离子在上部非饱水混凝土中和在饱水混凝土中的传输机理不同。对上部非饱水混凝土中氯离子的渗透行为进行了机理分析,并建立了干湿循环作用下氯离子传输速度模型,可为准确地预测实际工况混凝土结构的使用寿命提供参考。     

昌吉- 古泉±1100kV 特高压直流输电线路甘肃段基础混凝土耐久性试验研究

为研究多种因素作用下输电线路基础混凝土的耐久性变化规律,通过电通量法、快速冻融法和硫酸盐干湿循环腐蚀,测试了不同混凝土的抗氯离子渗透性、抗冻性和抗硫酸盐腐蚀性。试验结果表明:水胶比越大的混凝土,其抗氯离子渗透性越差,随着龄期的增长,混凝土抗氯离子渗透性有一定的提高,且提高幅度与粉煤灰掺量正相关;C30混凝土在冻融循环过程中,发生酥松破坏,抗冻等级仅能达到F150,其余混凝土抗冻等级能达到F200,且破坏程度随着混凝土强度的提高而降低;在硫酸盐干湿循环作用下,不同强度等级的混凝土的抗压强度都遵循着先提高后降低的趋势。但强度转变所对应的干湿循环次数不同,强度等级越高的混凝土出现的越晚。     

浸泡方式对混凝土中结合氯离子的影响

服役于海洋环境中的混凝土常受到氯盐-硫酸盐共同侵蚀,结构表面也常处于干湿交替环境中。以24h为一个循环,研究不同干湿交替条件下受氯盐-硫酸盐侵蚀的混凝土中结合氯离子含量及结合特性,通过X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)揭示结合机理。结果表明：同一腐蚀方式下,结合氯离子含量随着腐蚀时间的延长而增加。相同时间内,在腐蚀早期干湿比≤1的试件中结合氯离子浓度要大于干湿比>1的试件,腐蚀后期则相反。经过30d干湿循环后,试件中结合氯离子低于长期浸泡状态。复合溶液同时侵蚀时,采用Freundlich等温吸附曲线来描述自由氯离子与结合氯离子间的关系更合适。     

硫酸盐侵蚀与环境多因素耦合作用下混凝土耐久性研究进展

硫酸盐腐蚀是影响混凝土耐久性重要因素之一,其劣化机理也是最为复杂的。在实际服役过程中,混凝土承受着各种复杂环境,因此混凝土的破坏多为硫酸盐与多种环境因素共同作用的结果。总结了近年来硫酸盐与应力、氯离子、干湿循环、冻融循环、碳化以及不同阳离子类型等环境单因素及多因素耦合作用下混凝土耐久性的研究成果,并且对多因素耦合作用下混凝土抗硫酸盐耐久性的研究进行了展望。     

横向弯曲裂缝对混凝土内氯离子侵蚀作用的影响

分析了横向开裂混凝土内氯离子的侵入机理及其主要影响因素,建立了基于双重孔隙介质模型的修正Fick定律氯离子扩散模型,并对持续加载下的开裂钢筋混凝土梁构件进行了氯盐干湿循环侵蚀试验。试验采用浓度为5%的NaCl溶液,在进行15个干湿循环后,借助快速氯离子含量检测RCT（Rapid Chloride Testing）法,对各裂缝处不同深度的氯离子含量进行了测定。试验结果表明：1）干湿循环侵蚀作用下,开裂混凝土表层0~20 mm范围内氯离子含量出现峰值,故可取表层对流区深度为15~20 mm左右;2）当表面裂缝宽度小于0.3 mm时,等效氯离子扩散系数平稳增大,模型的预测精度较高;当裂缝宽度大于0.3 mm后,等效氯离子扩散系数快速增大,氯离子侵入受对流作用的影响加大;3）受弯开裂混凝土等效氯离子扩散系数的劣化因子与裂缝宽度有直接关系,建议采用二次幂函数或分段函数来进行描述。     

盐渍土对钢筋混凝土结构物耐久性设计的影响

通过对钢筋混凝土材料腐蚀机理的分析，指出了西部盐渍区富含的氯盐、硫酸盐是造成钢筋混凝土结构物耐久性差的主要原因。详细阐述了氯离子、硫酸根离子对钢筋混凝土材料的危害。依据混凝土耐久性试验数据，证实干湿交替的环境对氯离子侵入混凝土有重大的影响。并对西部盐渍区氯离子侵入混凝土结构物的机理进行了探讨，指出利用Fick第二扩散定律预测混凝土结构物耐久年限对西部盐渍区的局限性。提出了预测该地区钢筋混凝土结构物服役寿命的几点建议。     

盐胀对混凝土劣化机理研究

以混凝土强度、氯盐种类、氯盐浓度、侵蚀方式为评价指标,研究干湿循环条件下混凝土所受到的盐胀劣化机理。研究表明,氯离子侵蚀混凝土表面的量随强度等级的提高而减小;经多次干湿循环后,由于盐结晶作用,混凝土会发生膨胀;干湿循环比长期浸泡的混凝土表面氯离子浓度高;随浸泡龄期的增长,混凝土表层氯离子浓度不断增长,但后期增长缓慢。分析混凝土经干湿循环后表层XRD图谱以及混凝土在氯盐溶液中浸泡后SEM图谱,得出氯盐融雪剂对混凝土的盐胀破坏是物理结晶腐蚀和化学腐蚀综合作用的结果。     

干湿循环对混凝土氯离子渗透性试验研究

文中采用自然浸泡法和硝酸银滴定法研究了在干湿循环作用下,氯离子在C30和C50混凝土中的扩散规律,结果表明:干湿循环作用对混凝土中氯离子渗透深度的影响不明显,随干湿循环次数的增大,混凝土中氯离子浓度增大,且对表层10mm以内混凝土氯离子渗透性的影响高于内部混凝土,距裸露面超过15mm时,影响不明显;干湿循环作用对C30和C50混凝土内部氯离子渗透性的影响规律大致相同。     

硫酸盐侵蚀作用下混凝土动弹性模量的退化

试验研究了混凝土在硫酸盐侵蚀与不同环境因素(干湿交替、冻融循环)耦合作用下混凝土动弹性模量的退化规律,进一步解释了硫酸盐侵蚀-干湿循环和硫酸盐侵蚀-冻融循环2种工况下混凝土的破坏机理。结果表明,混凝土在双因素作用下的损伤程度远远大于单一因素作用,且硫酸盐-干湿循环作用对混凝土动弹性模量的影响是硫酸盐-冻融循环作用的1.4倍。另外,低水胶比以及加入适量引气剂能在一定程度上提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。     

不同干湿制度下氯离子在混凝土中的传输特性

设计了８种干湿循环侵蚀制度,定量分析了不同侵蚀制度同混凝土中氯离子传输深度、氯离子含量分布规律、表面氯离子含量、氯离子扩散系数、对流区及氯离子传输效率之间的关系.结果表明：干湿循环加速氯离子的传输仅限于一定范围;不同干湿制度下,表面氯离子含量随干湿比的增加而有所增加;干湿循环下混凝土中对流区的出现具有时间性;随着干湿循环周期的增加,对流峰值以幂函数增加,且干湿比越大越有利于氯离子峰值浓度的积累;干湿循环制度不同,但干湿循环1个周期的时间相同且干湿比为5∶1时,氯离子向混凝土内的传输效率最高.     

干湿循环下损伤混凝土中氯离子传输模型

荷载损伤混凝土在海水干湿交替作用下,氯离子在混凝土中的扩散规律是研究混凝土结构耐久性的重要内容。基于海水干湿循环下氯离子传输机理,将水分和氯离子在混凝土中的迁移分别表示为水分扩散和氯离子对流-扩散两种形式,得出相应的扩散方程,然后考虑混凝土损伤微裂缝的影响,得出海水干湿循环下损伤混凝土的氯离子传输模型。利用所得到的氯离子传输模型,用有限元法模拟计算海水干湿交替作用下氯离子在损伤混凝土中的迁移过程,得到的氯离子的侵蚀深度和浓度与试验结果吻合较好。     

盐渍土环境混凝土抗盐离子侵蚀试验研究

盐渍土环境中地基基础混凝土将受到盐离子的侵蚀,影响混凝土的力学特性。通过一系列混凝土侵蚀性试验,研究了普通混凝土和大掺量磨细矿渣耐腐蚀混凝土在氯离子和氯离子硫酸根离子共同作用下抗氯离子侵蚀性能;得到了在饱水条件、不同干湿循环次数下氯离子侵入混凝土深度与浓度的关系;分析了不同水胶比混凝土在氯离子侵蚀下混凝土块强度弱化特性。结果表明:在普通混凝土添加磨细矿渣掺合物可以提高混凝土的抗氯离子能力,相比于饱水条件,干湿循环更容易导致混凝土侵蚀破坏,单一硫酸镁溶液对混凝土的强度弱化将出现初期强度提高的现象,而混合溶液中氯离子抑制了这种现象,混凝土强度在整个过程均降低。     

干湿交替环境下氯离子在承压混凝土内的传输特性

通过试验模拟海洋环境下氯离子对在役混凝土柱的侵蚀,探究了干湿交替环境下应力水平及试验周期对氯离子在混凝土中传输特性的影响规律.采用干湿时间比为2∶1的干湿循环制度,试验历时1a,研究了不同应力水平下混凝土内的氯离子含量分布特性.通过数据分析得到应力水平和试验周期对混凝土内氯离子传输进程、表面氯离子含量、对流区深度及峰值氯离子含量的影响规律;建立了同时考虑应力水平和试验周期影响的氯离子扩散系数预测公式;阐释了应力水平对干湿交替环境下混凝土中氯离子不同传输机制的影响机理.     

复杂环境下钢筋混凝土抗盐侵蚀性能

研究了氯盐和硫酸盐在干湿循环以及冻融环境条件下,普通混凝土与耐腐蚀混凝土的抗盐侵蚀性能。试验结果表明,由于硫酸盐的存在,在侵蚀早期混凝土强度被提高,混凝土中氯离子的侵蚀浓度被降低;随着侵蚀龄期的延长,这种影响逐步降低,混凝土性能开始劣化,氯离子逐步向混凝土内部渗透。盐冻试验结果表明,相比于低温对混凝土氯离子扩散的抑制作用,冻融损伤对混凝土氯离子扩散的加速作用占主导地位。耐腐蚀混凝土显著提高了钢筋混凝土的抗盐侵蚀性能。     

干湿循环下废弃纤维再生混凝土氯离子传输性能

研究了干湿循环次数、再生粗骨料取代率、废弃纤维体积分数对废弃纤维再生混凝土氯离子传输性能的影响,并分析了氯离子的传输机理.结果表明:干湿循环下,随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土抗氯离子侵蚀能力降低,掺入废弃纤维能够提高其抗氯离子侵蚀能力;干湿循环条件对不同再生粗骨料取代率试件中自由氯离子含量影响更显著,且自由氯离...     

硫酸盐和干湿循环作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律

盐湖、盐渍土地区水位变幅区的混凝土材料劣化问题突出。该文开展不同质量浓度硫酸盐溶液干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土侵蚀试验、材料力学试验和微观测试,测试分析混凝土试件抗压强度、劈裂抗拉强度、质量变化、相对动弹性模量等参数的演变规律,揭示不同浸泡浓度及龄期下玄武岩纤维混凝土的劣化机制;结合混凝土试件侵蚀后的表观形态和细观结构特征,研究不同侵蚀周期下掺玄武岩纤维混凝土的细观结构演变机理。结果表明：掺入长度6mm玄武岩纤维的混凝土抗压及劈裂抗拉强度增强效果优于长度12mm纤维;硫酸盐和干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律受硫酸盐溶液浓度、干湿循环次数和纤维掺量3个因素协同作用影响,干湿循环作用下硫酸盐侵蚀产物主要为石膏型侵蚀和钙矾石型侵蚀。掺玄武岩纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀能力明显优于于素混凝土。     

干湿循环和粉煤灰掺量对混凝土氯离子结合能力的影响

用自然扩散法测定了混凝土中的总氯离子和自由氯离子浓度,计算了粉煤灰混凝土氯离子结合能力,研究了粉煤灰掺量、干湿循环次数对混凝土氯离子结合能力的影响。结果表明:随粉煤灰掺量的增加,混凝土对氯离子的结合能力趋势是先升后降;混凝土的氯离子结合能力随干湿循环次数的增加而增大;粉煤灰掺量与干湿循环次数对混凝土氯离子结合能力是不存在耦合作用。因此,在盐湖地区的混凝土结构,建议选用掺加30%的粉煤灰混凝土。     

干湿循环条件下混凝土硫酸盐侵蚀试验研究

针对干湿交替环境下混凝土工程的耐久性研究,考察了混凝土干湿循环对混凝土腐蚀的影响,结合工程环境,采用对比试验的方法,研究了干湿循环和硫酸盐侵蚀对混凝土损伤的影响,分析了双因素作用下混凝土的损伤机理,对实际工程有一定的参考价值。     

多种内防腐措施对提高混凝土耐久性的作用效果对比研究

对多种混凝土内防腐措施的防腐效果进行对比,并结合混凝土耐久性设计的要求,提出不同腐蚀环境下混凝土适用的防腐措施。结果表明,高性能混凝土在满足强度设计前提下,耐久性大幅提升;混凝土防腐剂提高了混凝土密实性,对提高抗氯离子渗透和硫酸盐腐蚀都有一定的效果;引气混凝土对提高干湿循环的抗硫酸盐腐蚀有一定效果,在弱腐蚀环境单独使用简单有效,在强腐蚀环境时可以作为辅助措施与其它措施共用;抗硫酸盐水泥对抗硫酸盐腐蚀具有良好的效果,但对抗氯离子渗透性无明显作用,2种腐蚀因素环境下不宜单独使用。     

干湿-冻融交替作用下混凝土受硫酸盐侵蚀研究

冻融循环、干湿循环及硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性能的重要因素。分别采用单一干湿循环、单一冻融循环、干湿-冻融交替循环3种方法,研究混凝土在水和不同浓度硫酸盐溶液(1%、5%、10%)中的耐久性能指标,包括质量损失率和相对动弹性模量。研究发现,干湿循环和冻融循环作用效应并非简单叠加,而是超叠加效应,两者相互促进,共同作用,干湿-冻融交替作用下混凝土劣化最快。硫酸盐浓度对混凝土耐久性能影响显著,硫酸盐浓度越大,干湿-冻融后混凝土相对动弹性模量越低,混凝土损伤越严重。