基于氯离子扩散系数的粉煤灰混凝土配合比设计研究

通过外掺法,研究了水灰比与氯离子扩散系数的关系及粉煤灰相对掺量与氯离子扩散系数的关系,为基于氯离子扩散系数的粉煤灰混凝土配合比设计提供依据。研究结果表明,混凝土的氯离子扩散系数与水灰比呈线性相关,而相同水灰比下,粉煤灰相对水泥掺量(F/C)与混凝土的氯离子扩散系数呈线性相关。     

潮差环境下混凝土中氯离子扩散时变性试验

以自然海洋潮差区环境条件下暴露时间分别为60,120,240,360,480,600d的混凝土现场试验结果为基础,计算了5种水灰比混凝土的氯离子扩散系数;以60,120,240,360,480d的氯离子扩散系数测量结果,推导了潮差环境下混凝土中氯离子扩散系数的时变模型,并以该时变模型计算了暴露600d后混凝土中氯离子扩散系数及自由氯离子含量,验证了该时变模型的适用性.结果表明:水灰比越大,混凝土中氯离子扩散系数在前期衰减的经验系数m越小,即对降低混凝土氯离子长期扩散性能的效果越差,因此减小水灰比能有效降低混凝土的长期氯离子扩散性能;暴露600d后混凝土中氯离子扩散系数降低幅度已经很小,基本趋于稳定;得到的混凝土氯离子扩散系数时变模型能较好地反映潮差环境下混凝土中氯离子侵蚀过程.     

确定氯离子在水泥基材料中扩散系数的快速试验方法

探讨了利用Ｎｅｒｎｓｔ－Ｅｉｎｓｔｅｉｎ方程来确定氯离子在水泥基材料中的扩散系数的可行性；测定了氯离子在一系列不同水灰比的水泥砂浆和混凝土中的扩散系数，以研究由水灰比引起的材料内部结构变化对氯离子扩散系数的影响。     

养护龄期对混凝土氯离子扩散系数的影响

基于NEL法研究了不同水灰比和骨料体积含量混凝土氯离子扩散系数随时间的变化规律,发现混凝土氯离子扩散系数随养护龄期的增大而减小,但118d后减小速率变缓。进一步数据分析表明,水灰比越大或骨料体积含量越小,混凝土氯离子扩散系数随养护龄期增大而减小的趋势越明显。     

早龄期混凝土氯离子扩散试验研究

通过试验研究了养护时间、骨料级配、水灰比、骨料体积含量和最大骨料直径对早龄期混凝土氯离子扩散系数的影响。结果表明,早龄期混凝土氯离子扩散系数随着养护龄期的增大而减小,但随着水灰比的增大而增大;早龄期混凝土氯离子扩散系数随着骨料体积含量和最大骨料粒径的增大而减小;也发现骨料级配对早龄期混凝土氯离子扩散系数有一定的影响。     

35%荷载、干湿循环对混凝土氯离子扩散系数的影响

采用盐湖卤水分别进行长期浸泡、干湿循环、浸泡-35%荷载腐蚀试验,定期检测了混凝土不同深度的自由氯离子含量,应用二维氯离子扩散定律和Fick第二定律计算了混凝土氯离子扩散系数和混凝土的寿命,分析了水灰比和试验环境对表面氯离子扩散系数的影响。结果表明,氯离子扩散系数随着水灰比的增大而增大,与长期浸泡相比,干湿循环和施加35%荷载都加速了混凝土表面氯离子扩散系数,干湿循环的效果更明显,在盐湖环境下采用高强混凝土是提高混凝土耐久性的有效方法。     

引气粉煤灰混凝土的氯离子扩散系数与导电量的相关性

基于盐碱寒冷地区混凝土的配制特点,采用正交试验研究了水灰比、含气量和粉煤灰掺量3个参数对引气粉煤灰混凝土的导电量和氯离子扩散系数的影响,回归分析了氯离子扩散系数与导电量的相关性。结果表明:水灰比、含气量和粉煤灰掺量这3个参数对导电量和氯离子扩散系数影响的主次和趋势不同;氯离子扩散系数法评定氯离子渗透性的指标要求高于导电量法评定的指标要求;引气粉煤灰混凝土的氯离子扩散系数与导电量之间无显著的相关关系。     

水泥用量对Cl~-在混凝土中扩散系数影响的试验研究

采用区组完全试验设计,研究了水灰比和水泥用量对混凝土耐久性能——氯离子在混凝土中的扩散系数的影响作用。根据硝酸银化学滴定法测量得到的氯离子含量分布,拟合回归出自由氯离子初始扩散系数(D0)的预测模型,该模型可用于预测考虑水灰比和水泥用量综合影响作用的自由氯离子初始扩散系数,同时试验验证了回归方程的适用性。     

双轴受压下再生混凝土氯离子扩散规律

为了研究复杂应力状态下再生混凝土的氯离子传输特性,首先通过破碎不同水灰比的母体混凝土得到不同性能的再生粗骨料,并对天然混凝土和不同性能再生混凝土进行双轴受压试验。然后利用电场加速氯离子扩散和双轴受压装置测试了不同类型再生骨料混凝土和天然骨料混凝土在不同应力水平和不同应力比下的氯离子扩散系数,并利用压汞仪测试了混凝土内部的微观孔隙结构。最后建立了考虑双轴应力水平、再生骨料吸水率和粗骨料体积分数的再生混凝土氯离子扩散系数理论模型,并进行了试验验证。结果表明:来自不同母体混凝土的再生骨料中的附着老砂浆具有不同的孔隙结构,再生混凝土中老砂浆的孔隙率随着母体混凝土水灰比的增加而变大,进而影响再生混凝土的氯离子扩散性; 应力比相同时,随着双轴受压应力水平的增加,再生混凝土氯离子扩散系数普遍呈现先下降再上升的趋势,在应力水平约为0.5时再生混凝土氯离子扩散系数出现最小值; 在双轴受压荷载作用下,母体混凝土水灰比分别为0.4,0.5,0.6的再生混凝土氯离子扩散系数最多分别下降到无荷载时的0.76%,0.78%,0.78%。     

混凝土氯离子扩散系数测试方法的对比试验研究

采用交流电桥法和NEL法及自然扩散法对5种配合比的水工普通混凝土进行氯离子扩散性对比试验。通过测得和计算的氯离子扩散系数,分析3种试验方法测得的氯离子扩散系数与水灰比、孔隙率和强度之间的相关性。结论表明,混凝土的氯离子扩散系数与水灰比、强度及孔隙率之间均存在较好的相关性;自然扩散法测试的扩散系数都要明显大于交流电桥法测试的结果,NEL法和交流电桥法的结论近似。     

水灰比对混凝土强度及氯离子渗透性的影响

主要研究了水灰比对混凝土强度和氯离子电通量的影响.试验结果表明:水灰比增大混凝土的强度明显降低,氯离子电通量增大;水灰比从 0.33 增加到 0.37 和 0.41 时,混凝土 28d 氯离子电通量的增加幅度接近或超过了 50%.     

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。     

受力状态下混凝土试件氯离子侵蚀试验

氯离子侵入而导致的钢筋锈蚀现象是混凝土结构的常见病害之一,因此混凝土抵抗氯离子侵入的能力对其耐久性有重要影响。进行氯离子侵蚀试验是研究氯离子侵入规律的有效手段,但目前的研究成果大部分是针对无应力状态下的普通混凝土,对处于受力状态下的混凝土研究很少。为了研究受力状态下混凝土的抗氯离子侵入性能,对混凝土进行了盐溶液浸泡和盐雾试验,得出未开裂的试件在不同水灰比、受力状态、应力水平和作用环境下的试验结果,并对其进行对比分析。试验结果表明:减小水灰比能提高混凝土的抗氯离子侵蚀能力;在拉应力状态下的氯离子含量比无应力状态下的要多;在压应力状态下的氯离子含量取决于压应力水平;盐溶液浸泡环境对混凝土结构的作用比盐雾严重得多。     

人工气候环境下腐蚀混凝土梁的承载力研究

在设定的人工气候氯盐腐蚀的环境下,对两种不同水灰比的钢筋混凝土梁进行腐蚀时间不同的试验研究,分析氯盐腐蚀后钢筋混凝土梁的承载能力及钢筋锈蚀率。结果表明：同一水灰比的混凝土梁在不同腐蚀时间下的承载力与氯离子在混凝土中的侵蚀深度及其对钢筋腐蚀的程度密切相关;水灰比较大的混凝土梁中钢筋腐蚀率大。     

水灰比和矿物掺合料对混凝土结构中钢筋极化电阻的影响

采用加速渗透试验方法和埋入式自制CB型氯离子传感器和MB型参比电极研究了水灰比和矿物掺合料组合对6组混凝土结构中钢筋极化电阻Rp的影响。研究表明:当水灰比为0.35时,混凝土在25 h内可保持较高的极化电阻钢筋,钢筋严重锈蚀要60 h,而水灰比为0.40和0.45混凝土中的钢筋极化电阻则持续下降,特别是对于水灰比较高的混凝土试件,氯离子渗透时间超过18 h后,钢筋已严重锈蚀。矿物掺合料有助于减缓钢筋的锈蚀,且复掺粉煤灰和硅灰效果最佳,复掺粉煤灰和矿渣次之;且掺有矿物掺合料混凝土试件中钢筋极化电阻都大于未掺矿物掺合料混凝土试件。当钢筋极化电阻下降至2.7×105Ω.cm2时,继续加速,钢筋极化电阻Rp值会突然下降,钢筋开始锈蚀,钢筋钝化膜发生了破坏,结论认为钢筋极化电阻Rp值为2.7×105Ω.cm2是钢筋在混凝土中钝化膜破坏的临界点。     

材料组成对海洋工程混凝土氯离子渗透性能的影响

以混凝土28d和90d龄期电通量为指标,研究了水灰比、矿物种类与掺量等材料组成对海洋工程混凝土结构抗氯离子腐蚀性能的影响。结果表明,90d龄期的混凝土电通量比28d龄期的小;水灰比越大,混凝土的电通量也越大,混凝土内部氯离子浓度也越高,应尽可能减少海洋工程混凝土的用水量;掺入粉煤灰可提高抗氯离子侵蚀性能,且适合的掺量在35%左右;硅灰的抗氯离子侵蚀性能较好,但成本较高,合适掺量在3%为宜;双掺粉煤灰硅灰能充分利用两者的优势,使混凝土的抗氯离子侵蚀性能得到较大提高。     

基于交流电原理的混凝土抗氯离子渗透性测试方法

为配合中国建筑学会《混凝土抗氯离子渗透性的交流电测量方法》评价标准的建立,采用了交流电测法、电通量法(ASTM C1202)和快速氯离子扩散系数法(RCM)三种试验方法,定量评价了普通、高强和高性能混凝土抗Cl-渗透的能力。结果表明,当水灰比、粉煤灰及矿渣粉掺量变化时,交流电测法在多数情况下具有较好的适应性;交流电测法与ASTM C1202法、RCM法具有良好的相关性,相关系数分别为0.940 86、0.770 89。     

基于交流阻抗技术的混凝土表层氯离子扩散性研究

采用以活性多孔银材料为电极的交流阻抗技术测试混凝土表层氯离子扩散性.结果表明,该方法对不同胶凝材料体系混凝土表层的氯离子扩散性区分较好,且测试过程无损、耗时短,可用于现场混凝土表层氯离子扩散性测试,从而为混凝土结构耐久性评估提供关键数据.     

混凝土中冻融循环和氯离子侵蚀的耦合效应试验研究

研究了不同水灰比与骨料体积含量的混凝土在氯离子侵蚀、冻融循环与氯离子侵蚀复合条件下的相对动弹性模量、耐久性指数、混凝土外观质量与开裂情况.试验结果表明:冻融循环促进了氯离子在混凝土中的渗透、扩散,使混凝土中的氯离子含量增加,而水灰比大、骨料体积含量小的混凝土受此影响较大,冻融循环与氯离子侵蚀之间存在耦合叠加效应,这对于北方寒冷地区存在氯离子侵蚀环境的钢筋混凝土结构提供了试验和理论参考.     

强感潮河口地区水工混凝土的氯离子侵蚀试验

在自然强感潮河口地区进行了水工混凝土氯离子的侵蚀试验,研究了暴露时间和水灰比等因素对混凝土中氯离子浓度分布的影响。结果表明:试验混凝土中的氯离子扩散都存在侵蚀对流区,其厚度为4~6 mm,受水灰比的影响较小;对流区的峰值浓度与暴露时间的相关性不明显,但受水灰比的影响较大。