盐雾状态下氯离子在混凝土中扩散规律研究

通过对10根钢筋混凝土粱进行8个月的盐雾府蚀试验,研究了不同条件下氯离子在混凝土中的扩散情况。该研究有助干理解在腐蚀过程中氯离子扩散的规律,为类似环境下混凝土相关设计与保护提供了一定指导。     

氯离子在混凝土中双时变扩散分析研究

氯离子侵蚀是除冰盐环境下混凝土结构耐久性劣化的主要原因。目前多采用Fick第二定律及一维稳态扩散模型对混凝土中的氯离子浓度进行预测与耐久性评价,但分析结果与实际氯离子侵蚀情况存在偏差。为更准确地描述氯离子扩散的时变规律,基于氯离子瞬态扩散理论和非稳态扩散方程,推导出前期时变与后期恒定的氯离子扩散系数模型的修正表观扩散系数公式以及表面氯离子浓度为指数及幂函数模型下的修正解析表达式,并与时变扩散有限元方法结合应用到实桥分析中,解析解与数值分析结果吻合较好,验证修正表观扩散系数与解析公式的正确性以及氯离子时变扩散有限元分析方法的适用性。     

盐雾环境下混凝土中氯离子侵蚀加速试验的综述

盐雾环境下,氯离子侵蚀是混凝土结构耐久性退化的主要原因.在简述混凝土中氯离子侵蚀机理的基础上,分析了实际盐雾环境的形成、特征参数以及相应的影响因素.通过我国沿海地区的环境温湿度与盐雾加速试验设备控制参数进行的比较,发现现有盐雾箱加速试验规范参数变化范围小,不能有效模拟真实盐雾环境下混凝土中氯离子侵蚀规律,应对现有的盐雾箱试验设备进行改进,通过变化环境参数开展混凝土中盐雾侵蚀加速试验的相似性研究.     

盐雾环境下混凝土抗氯离子性能试验研究

临海混凝土结构物在盐雾环境下遭受氯离子侵蚀,给结构耐久性和安全性带来极大危险,导致结构物在设计基准期破坏。结合江苏临海高等级公路结构物的建设,研究了矿物掺合料掺量对盐雾环境下混凝土耐久性的影响。通过干湿循环模拟了临海盐雾环境,分别采用5种不同粉煤灰和矿粉掺量配比的混凝土试件,进行盐雾环境下的腐蚀试验。试验结果表明:混凝土中矿物掺合料的加入可以有效地填充混凝土孔隙,降低孔隙率,提高混凝土抗氯离子渗透性能。当掺入粉煤灰和矿粉各占胶凝材料总量25%的配合比时,氯离子扩散系数最小,表现出良好的抗氯离子侵蚀性能。     

弯曲荷载作用对混凝土中氯离子扩散的影响

为研究弯曲荷栽对混凝土中氯离子扩散速度的影响,测试了在持续弯曲荷栽作用下的混凝土于NaCl溶液中浸泡30,70,120,200d后的自由氯离子含量．结果表明,持续弯曲荷栽作用增加了氯离子在混凝土中的含量,氯离子扩散系数与荷栽作用有一定的关系．     

用Fick第二定律描述混凝土中氯离子浓度分布的适用性

结合室内试验及现场试验所测得的氯离子浓度分布，与Fick第二定律给出的氯离子浓度分布曲线进行比较．分析了不同侵蚀环境下氯离子浓度分布的特点并计算了其与Fick分布两者间的相关性。结果表明，Fick第二定律适用于室内试验环境、现场盐雾作用环境和海水浸泡环境，经适当修正后，还可适用于有碳化或硫酸根影响的环境，但不适用于海水反复淋溅作用下的环境。     

混凝土中氯离子扩散系数原位测量研究

根据Fick第二定律,推导了混凝土中氯离子扩散表观动力学,其形式上遵循抛物线规律,并由此确定了原位测量混凝土中氯离子扩散系数的方法。实验表明,原位测量结果与由自然浸泡法所得自由氯离子扩散系数以及NEL法所测结果接近。     

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.     

混凝土氯离子扩散系数测试方法述评

氯离子是造成混凝土结构耐久性下降的最主要原因之一。在总结国内外常用混凝土氯离子扩散系数测试方法基础上,分析评价了各种方法的原理、特点及使用范围,其中自然扩散法较切合实际工程状况,但试验周期较长,过程较复杂;加速扩散法简单、快速,是目前应用最广泛的方法,因此应根据测试对象选择合适的测试方法。     

基于两种腐蚀环境下氯离子在混凝土中的扩散试验研究

氯离子对混凝土结构的侵蚀主要以海水和海边的水蒸气为媒介进行。根据模拟海水及滨海环境下的盐雾腐蚀试验的研究成果,阐述了氯离子通过两种不同的状态在混凝土内部的扩散规律,为正确评估钢筋混凝土结构在滨海环境中的耐久性和制定相关混凝土结构的耐久性设计规程提供依据。     

孔隙分形修正的混凝土中氯离子扩散系数

在已有的氯离子扩散理论和孔隙分形理论的基础上,提出小孔的孔轴线分形维数表征氯离子扩散的曲折度、大孔的孔表面分形维数修正孔隙率,并推导得到基于孔隙分形修正的氯离子扩散系数模型。通过分析龄期为14 d 和28 d 不同配比混凝土的基于孔隙分形的氯离子扩散系数模型的计算结果和快速氯离子扩散试验（ASTM C1202）电通量,发现两者之间有良好的线性关系。采用基于孔隙分形修正的氯离子扩散系数代入 Fick 第二定律的解析解,对试验后各组混凝土中不同扩散深度的氯离子浓度进行拟合,计算结果与实测值吻合情况较好。     

混凝土硫酸根离子扩散系数的研究

基于Fick第二定律,通过测定不同水灰比、不同时间下混凝土内部不同深度处硫酸根离子的浓度,进行混凝土硫酸根离子扩散系数的分析,同时用matlab对试验结果进行数据拟合,建立了混凝土硫酸根离子扩散系数与水灰比、时间的关系表达式.结果表明:混凝土硫酸根离子扩散系数随水灰比的增大呈线性增长,随时间的增长呈指数衰减.将建立的表...     

混凝土中氯离子扩散系数的影响因素

分析了混凝土中氯离子扩散系数的影响因素,结合现场检测数据,探讨了材料组成成分、施工养护条件、环境条件对混凝土中氯离子扩散系数的影响,指出了目前氯离子作用下耐久性研究的不足以及以后研究的方向。     

蒸养混凝土抗氯离子渗透性能研究

蒸汽养护能促进混凝土早期强度的增长,但影响混凝土长期力学性能和抵抗氯离子等侵蚀性介质渗透的能力。本文研究了粉煤灰、硅灰矿物掺合料对蒸养混凝土抗压强度与抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明：蒸养普通混凝土抗氯离子渗透性能低于相应标养混凝土,掺入粉煤灰、硅灰等矿物掺合料后,可以显著改善蒸养混凝土的抗氯离子渗透性能。     

掺合料对自然潮差环境下混凝土氯离子扩散系数时变性的影响

通过现场试验测定并分析了掺加火成岩纤维、硅粉、粉煤灰时混凝土氯离子扩散系数,研究了在同等水灰比情况下,不同掺合料对混凝土氯离子扩散系数时变性的影响。结果表明:掺入掺合料能有效提高混凝土抗氯离子渗透性能;单掺火成岩纤维、单掺粉煤灰以及复掺硅粉和粉煤灰时氯离子扩散系数的时间衰减系数均增大,又以复掺效果最为显著;掺入硅粉,能有效降低氯离子扩散性能,但时间衰减系数减小。     

Multi-scale prediction of the effective chloride diffusion coefficient of concrete

The N-layered spherical inclusion theory is applied to develop a multi-scale model to predict the effective diffusion coefficient of chloride ion in concrete. The model treats concrete as four-phase composite materials consisting of matrix phase, aggregate phase, ITZ (interfacial transition zone) and their homogenization phase. With hardened cement pastes characterized by three parameters such as the porosity, tortuosity and constrictivity, the effect of the cement paste microstructures and ITZ on the chloride diffusivity in concrete is taken into account and the porosity distribution function and effective chloride diffusion coefficients of the ITZ are given in the model based on the cement particle distribution characteristics of the ITZ in concrete. To validate the proposed model, the diffusion coefficient of chloride ion by the steady-state migration test is measured on a series of mortar and concrete specimens and good agreement between the model and experiment is obtained. In addition, the model predicts that the chloride diffusivity of concrete composite materials depends on the chloride diffusion coefficient of the matrix and ITZ, volume fraction of the aggregate and ITZ, with the volume fraction of the ITZ influenced by aggregate size distribution, the volume fraction of aggregate and thickness of the ITZ.     

高强高性能混凝土在沈阳除冰盐环境下的氯离子扩散行为

采用化学分析，测定了高强混凝土（HSC）和高性能混凝土（HPC）在3种氯盐暴露环境中的自由氧离子分布规律。结果表明：HSC-HPC的抗氨离子扩散行为并不取决干其抗压强度的大小．而与活性掺合料的种类和掺量密切相关，掺加粉煤灰（FA）能够降低其氯离子扩散速度，掺加硅灰（SF）将使其氟离子扩散速度提高。分析指出，HSC尤其是掺加FA的HPC，非常适合干东北地区恶劣的露天除冰盐环境。     

Surface treatment of reinforced concrete in marine environment: Influence on chloride diffusion coefficient and capillary water absorption

There are currently many types of protective materials for reinforced concrete structures and the influence of these materials in the chloride diffusion coefficient still needs more research. The aim of this paper is to study the efficacy of certain surface treatments (such as hydrophobic agents, acrylic coating, polyurethane coating and double systems) in inhibiting chloride penetration in concrete. The results indicated that all tested surface protection significantly reduced the sorptivity of concrete (reduction rate > 70%). However, only the polyurethane coating was highly effective in reducing the chloride diffusion coefficient (reduction rate of 86%).     

复合掺合料对C50海工自密实混凝土氯离子扩散系数的影响机理

采用自然浸泡法研究了粉煤灰和矿粉复合掺合料对C50海工自密实混凝土氯离子扩散系数的影响,并采用化学结合水方法、XRD衍射、SEM、孔隙结构测定等分析方法研究了复合掺合料对混凝土氯离子扩散系数的影响机理,结果表明:混凝土的氯离子扩散系数随复合掺合料中粉煤灰含量的提高先减少后增大,28 d龄期时粉煤灰含量为10%的混凝土氯离子扩散系数最低,而90 d龄期时粉煤灰含量为20%的混凝土氯离子扩散系数最低。复合胶凝材料的水化程度随掺合料的比例及龄期不同而有差异,延长养护龄期有利于提高粉煤灰的反应程度;混凝土的孔隙率和平均孔径均随复合胶凝材料中粉煤灰含量的提高先减少后增加,90 d龄期时粉煤灰含量为20%混凝土的孔隙率和平均孔径都最低,掺合料对氯离子扩散系数的影响主要是引起混凝土孔隙结构的变化。