环境因素影响粉煤灰混凝土固化氯离子能力的试验研究

采用自然扩散法研究了氯盐溶液浓度、侵蚀时间和干湿循环影响粉煤灰混凝土固化氧离子能力的规律.结果表明:粉煤灰混凝土固化氯离子的能力随着氯盐溶液浓度的增大而逐渐增强,两者呈二阶多项式函数关系;随着氯盐溶液侵蚀时间的延长逐渐降低,两者呈幂函数关系;干湿循环提高了粉煤灰混凝土固化氯离子的能力.     

氯盐浸泡的水泥基材料的表面氯离子浓度

水泥基材料的表面氯离子浓度(cs)是Fick's第二定律寿命预测模型的1个重要参数,它通过将Fick's第二定律与氯离子浓度分布拟合而得到.当水泥基材料浸泡在一定浓度的氯盐溶液中时,水泥基材料的cs和浸泡溶液的氯离子浓度(c)之间的关系仍未得到很好的理解.一些发表的文献表明cs要高于c,Nagataki将其称为浓缩现象...     

酸性镀铜氯离子的协同作用与浓度测定

研究光亮酸性镀铜液中Cl~-离子与添加剂SC-I的协同效应.结果表明,氯离子浓度为24-60mg/L时,镀液的整平性最佳,霍尔槽片亮区最宽,此浓度范围与工艺用量很一致.电位+1.20V处的氯离子阳极氧化电流与氯离子浓度呈线性关系,可作为测定Cl~-浓度的工作曲线,添加剂SC-I存在对测定有干扰,但是实际镀液经活性碳吸附处理除去SC-I后,此干扰可排除.     

冻融环境混凝土氯离子扩散性能试验研究

目前针对混凝土冻融损伤影响下的氯离子扩散系数衰减规律尚未建立完善模型.本文应用自然扩散方式对冻融损伤混凝土中的自由氯离子和总氯离子扩散性能进行了试验研究,分析了冻融损伤对混凝土中氯离子分布和扩散系数的影响,并将损伤度概念引入,建立了考虑冻融损伤影响的混凝土中氯离子扩散系数衰减模型.研究表明:随着混凝土冻融损伤的加剧,自由氯离子和总氯离子扩散系数逐渐增大,而氯离子扩散系数的衰减指数总体呈降低趋势;随着混凝土冻融损伤程度的加剧,混凝土深层扩散区的氯离子含量呈升高趋势,但浅层扩散区中的氯离子含量呈降低趋势.     

基于随机细观骨料的钢筋表面氯离子浓度概率分布研究

氯盐侵蚀诱发钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性失效的主要因素之一。研究钢筋表面氯离子浓度概率分布对于预测海洋工程的服役性能具有十分重要的意义。通过引入随机厚度的界面过渡区,建立了包含骨料、界面过渡区以及砂浆的三相混凝土细观模型。在此基础上,结合氯离子扩散理论,建立了氯离子扩散细观数值模型。研究结果表明,骨料对氯离子的扩散具有阻碍作用,增加了氯离子的扩散路径。通过对6 000个钢筋表面氯离子浓度的模拟结果进行统计分析,发现:当骨料率为40%(体积分数)时,钢筋表面氯离子浓度呈双峰分布;当骨料率小于40%时,钢筋表面氯离子浓度近似呈正态分布;随着骨料率的增加,钢筋表面氯离子浓度不断减小,变异系数不断增大。     

钢筋表面氯离子浓度预测实用模型及数值研究

钢筋表面氯离子是诱发钢筋锈蚀的主要原因之一,因此,预测钢筋表面氯离子浓度对钢筋混凝土结构的耐久性预测具有十分重要的意义.根据氯离子扩散理论和混凝土随机骨料模型建立氯离子在混凝土中扩散理论模型,通过对氯离子侵蚀混凝土扩散理论模型的Monte-Carlo数值模拟的结果回归分析,建立了钢筋表面氯离子浓度预测高斯函数实用模型.分析了实用模型中三个参数的物理含义,同时建立了实用模型中参数与侵蚀时间、骨料率之间的函数关系.实用模型为实际工程的氯离子浓度预测提供了极大的便利.     

海洋环境下珊瑚混凝土的表面氯离子浓度规律

采用自然扩散法研究了珊瑚混凝土在模拟海水环境中的氯离子扩散行为,探讨了养护龄期、暴露时间、强度等级和环境差异性对珊瑚混凝土表面氯离子浓度的影响。结果表明：在海洋环境中,珊瑚混凝土的表面氯离子浓度随着暴露时间的延长而呈乘幂的增长,随着养护龄期的延长而下降,随着混凝土强度等级的增加而下降;海水环境下,C50珊瑚混凝土的表面氯离子浓度比相同条件下的C50普通混凝土高出约3．5倍,且增长速率远远高于普通混凝土;在相同的养护龄期与暴露时间,我国南海实际岛礁环境中立方体试件的表面氯离子浓度比实验室数据要高出60％～90％,实际工程中珊瑚混凝土结构的表面氯离子浓度数值比较稳定,比实验室数据高出1．2～1．6倍。因此实际海洋环境下的珊瑚混凝土结构,为了保证结构强度并考虑氯离子扩散的影响,应尽量延长养护时间,有利于提高珊瑚混凝土的服役寿命。     

钢筋腐蚀临界氯离子浓度研究综述

海洋环境下,钢筋混凝土结构寿命预测的准确性及防护措施的及时采用对减少因氯离子侵蚀而造成的经济损失具有重要意义,而钢筋混凝土结构的耐久性设计、检测鉴定及修复策略制定中的一个重要参数就是临界氯离子浓度.本文主要针对临界氯离子浓度研究方法中一些关键性问题进行了总结分析,如临界氯离子浓度的表达形式、氯离子浓度的测定方法等,并指出各研究方法的优缺点,以便为今后的研究提供参考.     

纤维混凝土电阻率与氯离子扩散系数相关性试验研究

开展纤维混凝土电阻率和氯离子扩散试验,研究分析不同纤维混凝土的电阻率和氯离子扩散系数随龄期变化规律,建立纤维混凝土的电阻率和氯离子扩散系数间的定量关系.研究表明:随着混凝土龄期的增长,混凝土的电阻率逐渐增大,而氯离子扩散系数则逐渐减小.混凝土的氯离子扩散系数随电阻率的增大而下降,二者具有良好的线性负相关关系.在施工过程中,可采用预先确定的基于实际混凝土类型的电阻率与氯离子扩散系数间的相关关系曲线,通过定期测试混凝土的电阻率,以此间接反映混凝土的氯离子扩散系数,并进一步的确定混凝土的抗渗性能.     

水灰比对混凝土氯离子扩散系数和碳化速率影响的试验研究

氯离子扩散系数和碳化速率是表征混凝土耐久性的主要指标.通过氯盐浸泡和快速碳化试验,基于试验检测和数据分析,研究了水灰比对氯离子扩散系数和碳化速率系数的影响规律.试验结果表明,水灰比越大,氯离子扩散系数越大,但水灰比过小时水灰比对扩散系数的影响程度降低;水灰比越大,混凝土碳化速度越快.碳化速率系数与水灰比成线性关系.结合试验数据并通过现有模型对比分析,给出较为合理的粉煤灰影响系数表达式和建议取值.     

氯盐环境下粉煤灰及矿粉对砂浆性能的影响

主要研究了氯盐环境中掺粉煤灰和矿粉的砂浆性能.通过测试在氯化钠和氯化钙溶液浸泡之后的水泥砂浆的自由氯离子浓度和总氯离子浓度,研究了矿物掺合料对氯离子结合能力的影响,结论表明随着矿物掺合料掺量的增加,砂浆的氯离子结合能力也会提高.基于RCM法检测了砂浆的氯离子扩散系数,结果表明粉煤灰和矿粉均可以提高混凝土的抗氯离子渗透性,并且矿粉对抗氯离子渗透性的改善作用更显著.基于氯盐结晶、氢氧化钙溶出、Friedel's盐角度,分析砂浆孔隙率变化的原因,结论表明氯盐会导致砂浆孔隙率增加,而矿物掺合料则可以减小由氯盐引起的孔隙率增加的作用.     

煤渣粉掺量对再生混凝土氯离子扩散系数的影响

研究煤渣粉掺量和腐蚀时间对再生混凝土氯离子扩散系数的影响,测试了各再生混凝土在3.5％NaCl溶液中浸泡不同时间的自由氯离子含量,计算了再生混凝土自由氯离子扩散系数.结果表明:再生混凝土的氯离子扩散系数(Dt)随着腐蚀时间的延长而降低.Dt、28 d 再生混凝土氯离子扩散系数(D0)和n均随着煤渣粉掺量的增加先降低后增加,且掺量为30％时其达到最小值.Dt与腐蚀时间成幂函数关系,D0或n与煤渣粉掺量均呈二次多项式关系.建立了煤渣粉掺量、腐蚀时间与Dt的关系式,该公式可用来预测海洋环境下掺煤渣粉再生混凝土的氯离子扩散系数.     

暴露和浸泡混凝土氯离子结合能力相关性研究

在盐湖现场暴露和长期浸泡环境下进行了混凝土腐蚀试验,分别测定了不同试验环境下混凝土构件在不同深度的总氯离子含量(Ct)和自由氯离子含量(Cf),运用了回归法分析盐湖卤水浸泡和盐湖现场暴露环境下混凝土氯离子结合能力的相关性系数KR与其扩散深度、混凝土抗压强度的相关性.分析结果表明:氯离子结合能力相关性系数KR随着混凝土抗压强度的增加而降低;对于混凝土抗压强度小于58.6 MPa时,其KR值均大于1.2且随着氯离子扩散深度的增加而增大,当混凝土抗压强度为80.6 MPa时,其KR值仅为0.8且随着氯离子扩散深度的增加而降低.因此,为了更准确的预测盐湖现场环境下的实体结构的寿命,需要利用RE=2.687e-0.0142fc+(0.0111-0.0002fc)xRI将室内环境下的氯离子结合能力换算成现场环境下的氯离子结合能力.     

非饱和混凝土氯离子传输模型及特性分析

根据氯离子在混凝土中的传输机制,考虑干湿交替过程中水分传输的差异,推导得出氯离子在非饱和混凝土中传输的对流-扩散控制方程。试验结果与模型计算结果吻合良好。计算结果表明：自由氯离子浓度随着干湿循环次数的增加而增加,对流区深度、表面氯离子浓度和峰值氯离子浓度随着干湿循环次数的增加而增加并逐渐趋于稳定,根据计算结果回归得出各指标随干湿循环次数的变化方程。     

阳离子类型对粉煤灰混凝土氯离子扩散性能的影响

通过快速氯离子迁移系数法(RCM法)和自然扩散法研究了钾、钠、钙、镁四种阳离子类型的氯盐对粉煤灰混凝土氯离子扩散性能的影响,基于分子动力学模拟,对比分析了K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-五种离子在水溶液中的径向分布函数和均方位移曲线。结果表明:粉煤灰混凝土的氯离子扩散系数主要受阳离子价态的影响,价态越高,扩散系数越大;扩散系数随着氯离子浓度增加先增大后减小,随着粉煤灰掺量增加先减小后增大;阳离子类型影响氯离子扩散性能的原因是离子扩散能力不同,其中各离子水合能力强弱顺序为Mg²⁺＞Ca²⁺＞Na⁺＞K⁺>Cl^-,自扩散系数大小顺序为Mg²⁺＞Ca²⁺＞Cl^-＞K⁺>Na⁺。MgCl₂中的Mg²⁺和Cl^-对粉煤灰混凝土都有侵蚀作用,且Mg²⁺会抑制粉煤灰活性的激发。     

离子选择性电极定量测定双甘膦产品中氯离子含量

用氯离子选择性电极对双甘膦中的氯离子含量进行了定量测定。测定结果表明:氯离子浓度的对数与测得电位值在0.0005~0.1g/L之间线性相关,其相关系数为0.9985。对实际样品进行了回收率测定,其回收率为97.22%~103.26%之间。结果表明该方法测定迅速、准确、简便、经济且高效,有较高的灵敏度和重现性,适用于工业大生产中的中间体和产品测定。     

Chloride ingress in concrete as measured by field exposure tests in the atmospheric, tidal and submerged zones of a tropical marine environment

Five grades of concrete were exposed in the atmosphere, tidal and submerged zones of a tropical marine environment for times up to 80 weeks and the chloride ion ingress profiles determined. The measured chloride profiles were compared with profiles calculated on the basis of diffusion theory and the agreement was found to be reasonably good for all 3 zones. Diffusion coefficients, D, for the chloride ion calculated from the measured ingress profiles agreed well with previous data from laboratory tests and from surveys of marine structures. D was found to be mainly dependent on the water/cement (W/C) ratio and changed little with the addition of superplasticizers. The use of data for the diffusion coefficient, D, and equilibrium surface chloride level, Ce, obtained from the chloride ingress profiles, to the calculation of the time-to-initiation for corrosion of the steel reinforcement is briefly discussed.     

氯离子掺入方式及偏高岭土对砂浆氯离子结合性能的影响

通过模拟海砂与拌合水将相同含量的氯离子引入砂浆,研究了氯离子掺入方式及偏高岭土对氯离子结合性能的影响。采用能谱仪(EDS)分析了砂浆中氯离子含量分布,使用X射线衍射(XRD)及微商热重法(DTG)分析了水化产物的变化,采用压汞法(MIP)分析了砂浆孔隙结构的变化。结果表明,海砂型氯离子存在从砂粒表面向胶凝材料扩散的过程,而拌合水引入氯离子在砂浆中分布较为均匀。龄期1 d时,砂浆对海砂型氯离子结合性能低于拌合水引入氯离子;龄期28 d时,两种内掺型氯离子结合性能趋于一致。偏高岭土加速早期水泥水化反应,会促进砂浆对拌合水引入氯离子的结合。随偏高岭土掺量的增加,Friedel’s盐及Ca(OH)₂含量逐渐减少。20%与30%(质量分数)偏高岭土掺量下,拌合水引入氯离子对孔隙结构的细化效果更为显著。