海工混凝土氯离子扩散系数的试验研究

针对采用VIVID-500聚羧酸超商船化剂配制的海1=混凝土抗氯离子渗透性能,使用RCM法对黄海大桥各部位混凝土进行试验研究,结果表明现场配制的混凝土氯离子扩散系数满足设计要求;同时研究了不同的水胶比、胶凝用量与氯离子扩散系数之间的变化规律,为今后配制海工混凝土提供参考.     

泉州湾跨海大桥承台海工混凝土配制试验研究

针对泉州湾跨海大桥承台混凝土强度等级高、胶材用量大、绝热温升高、温度裂缝控制困难及所处环境类别的特点,研究了不同比例掺和料对混凝土抗压强度、氯离子扩散系数和混凝土早期抗开裂变化规律的影响,配制出满足施工要求的承台海工混凝土。试验结果表明,粉煤灰和矿粉复掺可提高承台海工混凝土抗开裂和抗氯离子渗透等耐久性性能。     

C40承台机制砂海工混凝土耐久性提升技术

研究了混凝土抗侵蚀抑制剂对C40机制砂海工混凝土性能的影响.试验结果表明:混凝土抗侵蚀抑制剂的掺入,一定程度上改善了混凝土的和易性,使混凝土各个龄期的抗压强度提高6.6％～12％,还降低了混凝土的吸水率、氯离子扩散系数,抑制有害离子在混凝土内部的传输,为延缓钢筋锈蚀提供保障,提高了混凝土基体的耐久性.     

厦漳跨海大桥箱梁海工高性能混凝土的配制和性能研究

针对厦漳跨海大桥引桥箱梁混凝土体积大、环境条件恶劣的特点,开展了以温度控制、耐久性控制以及提高早期强度为目标的跨海大桥箱梁海工高性能混凝土配制技术研究。采用粉煤灰与矿粉双掺技术和混凝土配合比的优化设计,提高混凝土材料自身变形能力和抗裂性能,配制出低水化热、早期强度高、抗氯离子渗透性和抗裂性能良好的跨海大桥箱梁海工高性能混凝土。     

高性能混凝土约束收缩对氯离子扩散的影响

对粉煤灰和矿渣粉双掺总量占胶凝材料总质量的百分比分别为30%,40%和50%及掺合比例分别为1∶2,2∶3和1∶1的高性能混凝土进行了平板收缩试验和快速氯离子扩散系数测定（RCM法）试验,分析了高性能混凝土有约束和无约束收缩开裂性能及对氯离子扩散系数的影响规律。研究结果表明:无约束的混凝土平板均未发生开裂,有约束的混凝土平板基本开裂,双掺矿物掺合料显著改善了混凝土的抗裂性能,当粉煤灰和矿渣粉的掺合比例为1∶1时,其抗裂性能最好,且随着掺量的增加,混凝土的抗裂性越好;矿物掺合料双掺总量和掺合比例一定时,各配比约束收缩混凝土的等效氯离子扩散系数均高于无约束收缩混凝土的氯离子扩散系数,即约束收缩增大了混凝土的氯离子扩散系数,收缩应变越大,混凝土的抗氯离子性能越差;当粉煤灰和矿渣粉掺合比例为1∶1时,约束收缩对混凝土内氯离子扩散的影响最小。     

石粉含量对C60机制砂海工混凝土耐久性的影响研究

研究了花岗岩机制砂石粉含量(5%、7%、10%)对C50机制砂海工混凝土(MSC)耐久性关键参数的影响,并与河砂混凝土(RSC)进行比较。结果表明:当机制砂石粉含量为7%时,混凝土的抗碳化性能、氯离子扩散系数及其龄期衰减系数、抗硫酸盐侵蚀性能、护筋性能等耐久性指标均达到最佳,且优于河砂混凝土;另外,外掺4.5%~15%石粉均改善了胶浆的氯离子结合性能,当石粉掺量为胶材质量的7.5%时,氯离子结合能力最强。     

矿物掺合料的掺入对混凝土抗氯离子渗透性能影响的评价与研究

采用ASTM C1202及RCM氯离子扩散系数方法,对不同矿物掺合料混凝土和普通混凝土进行抗氯离子渗透性能的研究,并探讨了电通量与初始电流、氯离子扩散系数与初始电流及电通量与氯离子扩散系数之间的相关性。结果表明:掺入矿物掺合料能有效降低混凝土的抗氯离子渗透性能,在一定龄期范围内,电通量与初始电流、氯离子扩散系数与初始电流及电通量与氯离子扩散系数之间均表现出较好的相关性。     

复合硅烷涂层施工工艺对海工混凝土防护性能的影响

通过室内氯盐干湿循环160次加速劣化试验模拟海工结构浪溅区,研究新型复合硅烷采用喷涂、涂刷和浸泡3种施工工艺对海工混凝土防护性能的影响。研究表明:新型复合硅烷涂层防护可以有效提高混凝土的抗水和抗氯离子渗透性能,降低混凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散系数,其中以浸泡方式效果最佳,可以显著的提高海工混凝土的耐久性。     

桥梁锚碇结构低温升、低收缩抗裂海工混凝土研究与应用

为预防桥梁锚碇海工大体积混凝土在浇筑后由温降收缩和自收缩效应而导致的开裂问题。通过调研国内类似工程案例,优选原材料,研究不同胶凝放热体系、混凝土自生体积变形以及氯离子扩散系数性能,优化混凝土配合比,选取具有低温升、低收缩高性能抗裂混凝土。结果表明,采用大掺量粉煤灰、矿渣粉胶凝体系能有效的降低混凝土绝热温升值,且当双掺量达到65%时,混凝土强度、氯离子扩散系数及自身体积变形性能均能满足施工和抗裂性能设计要求。工程应用表明,锚碇大体积混凝土拆模外观良好,未发现有害裂缝,工程取得预期目标。     

不同腐蚀环境对海工混凝土性能影响研究

本文研究了氯离子、硫酸根离子和冻融对大坍落度海工混凝土抗压强度、氯离子含量及氯离子扩散系数的影响。结果表明:单纯的氯离子对海工混凝土本身的抗压强度影响不大,而有硫酸根离子存在时,混凝土强度明显下降;试块中由表及里的氯离子含量呈逐渐减小的趋势,且减小的速度逐渐降低,氯离子含量在混凝土中的分布类似于指数图像;外界氯离子浓度值越大,海工混凝土相应部位的氯离子含量和氯离子扩散系数都更大,说明外界氯离子浓度对混凝土内的氯离子含量有着正向的影响;在腐蚀初期,硫酸根离子的存在使海工混凝土内部生成了膨胀性产物,有助于减小海工混凝土相应部位的氯离子含量和氯离子扩散系数。     

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。     

矿物掺合料高性能混凝土氯离子扩散特性研究

为研究沿海地区高性能混凝土桩基础的耐久性,采用干湿循环浸泡法对18个高性能混凝土试件进行了氯盐侵蚀试验,分析了高性能混凝土的氯离子浓度分布,得到了高性能混凝土的表面氯离子浓度、氯离子扩散系数的时变方程。在此基础上进行了高性能混凝土氯盐侵蚀的数值模拟,分析了钢筋直径（20、28 mm和36 mm）和保护层厚度（20、30、40 mm和50 mm）对沿海地区高性能混凝土桩基础氯离子浓度分布和氯离子扩散系数的影响,提出了相应的耐久性设计建议。研究结果表明:高性能混凝土毛细管吸附区与氯离子扩散区的位置在0~5 mm之间,高性能混凝土的最大稳定深度为50 mm;随着时间的增长,高性能混凝土氯离子扩散系数逐渐降低,氯离子浓度增长速率拐点为25 mm;相较氯盐侵蚀溶液浓度,氯离子扩散系数与氯盐侵蚀时间的关系更大。结合钢筋的临界氯离子浓度正态分布,建议沿海地区输电工程高性能混凝土桩基础的保护层厚度为70 mm。     

持续荷载下混凝土的氯离子扩散性能研究

基于实际海洋环境暴露条件,研究了力学荷载作用下混凝土中的氯离子扩散性能.以Fick第二定律理论为基础,用误差函数对混凝土中随深度变化的氯离子含量分布进行了曲线拟合,从而得到氯离子表现扩散系数,并以此表征氯离子在混凝土中的传输性.分析了氯离子的扩散系数与原材料、配合比、暴露环境以及力学荷载间的关系.结果表明,力学荷载对海洋环境下混凝土中的氯离子传输性能有显著影响,在利用氯离子扩散模型预测暴露海洋环境下混凝土结构的使用寿命时,需要考虑荷载因素的影响.     

高性能混凝土氯离子渗透性能的试验研究

采用ASTM C1202法及NEL法,对单掺矿渣和复掺粉煤灰、矿渣的高性能混凝土进行抗氯离子渗透性能的试验研究,并探讨电通量与氯离子扩散系数之间的相关性。结果表明：矿物掺合料能有效地改善高性能混凝土的抗氯离子渗透性能,复掺粉煤灰和矿渣比单掺矿渣的效果更佳;电通量与氯离子扩散系数之间具有较好的相关性,当水胶比较小时,两指...     

杭州湾跨海大桥桥墩混凝土耐久性设计方法研究

海港混凝土工程因其受海洋环境、气候条件的影响,其结构物需具备良好的工作性和耐腐蚀能力,在优选原材料的基础上,通过正交设计方法提出了水化热低、强度高、抗氯离子渗透性好的杭州湾跨海大桥桥墩高耐久性混凝土配合比,并对其影响因素进行了分析.研究结果表明,大掺量优质粉煤灰可以明显降低混凝土的水化温升;复合矿粉与粉煤灰,因其水化热峰值出现时间比单一同量矿物材料水化热峰值出现时间迟一些,有利于防止因水化热引起的混凝土早期开裂,能够提高混凝土的综合耐久性能.     

高性能混凝土的耐久性技术分析

介绍了混凝土耐久性破坏的主要因素以及提高其耐久性的途径,从氯离子的扩散性、胶凝材料与集料的界面结构、胶凝材料的水化热及矿物细掺料协调混凝土的膨胀与强度的发展等方面对高性能混凝土的耐久性进行了分析,以推广高性能混凝土的应用。     

海工混凝土的氯离子扩散性与寿命评估

通过现场海洋曝露试验和实验室海水浸泡试验,采取分层取样和化学分析方法,应用氯离子三维扩散理论,研究了普通混凝土和高性能混凝土在海洋大气区、潮汐区、水下区和实验室海水浸泡下的C1-扩散系数变化规律.结果表明,混凝土的C1-一扩散系数随着曝露时间的增加而降低,高性能混凝土的抗C1-扩散性优于普通混凝土.在Khatri计算模型的基础上,提出了考虑劣化效应系数的海工混凝土使用寿命计算模型.该模型计算结果与Clear经验模型基本吻合,解决了Khatri计算模型结果与实际寿命不相符的问题.     

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。