杂散电流与硫酸盐耦合作用对地下结构混凝土中氯离子传输过程的影响北大核心

进行了地下结构双掺（粉煤灰、矿渣）混凝土试件在杂散电流-硫酸盐和氯离子复合溶液作用下的浸泡试验,测定了混凝土中氯离子含量分布以及氯离子结合能力,并运用XRD测试方法对混凝土微观组成变化进行了分析。试验结果表明：杂散电流的增强提高了混凝土内部氯离子扩散速度和浓度;硫酸根离子对氯离子传输存在抑制作用,但该作用随着杂散电流增大时有减小的趋势;在杂散电流和硫酸盐耦合作用下,混凝土中氯离子的固化率值较为稳定,大约在15%~20%。     

杂散电流与硫酸盐耦合作用对地下结构混凝土中氯离子传输过程的影响

进行了地下结构双掺(粉煤灰、矿渣)混凝土试件在杂散电流-硫酸盐和氯离子复合溶液作用下的浸泡试验,测定了混凝土中氯离子含量分布以及氯离子结合能力,并运用XRD测试方法对混凝土微观组成变化进行了分析。试验结果表明:杂散电流的增强提高了混凝土内部氯离子扩散速度和浓度;硫酸根离子对氯离子传输存在抑制作用,但该作用随着杂散电流增大时有减小的趋势;在杂散电流和硫酸盐耦合作用下,混凝土中氯离子的固化率值较为稳定,大约在15%~20%。     

杂散电流对地下结构混凝土中氯离子传输过程的影响

为了研究杂散电流对地下结构混凝土中氯离子传输性能的影响,进行了四种不同杂散电流强度下C55双掺(粉煤灰和矿渣)混凝土试件在氯盐溶液中的腐蚀试验。结果表明:存在杂散电流情况下,混凝土内氯离子传输以电迁移为主,且不均匀电场中侵入氯离子浓度分布与电场强度分布相关;杂散电流强度越大,侵入混凝土中的氯离子含量越多,氯离子含量越高,反应生成了更多的Friedel盐;杂散电流能够显著降低水泥材料对氯离子的结合能力,其作用在于削弱了混凝土对氯离子的物理吸附作用,使得部分结合状态的氯离子转变为自由氯离子。     

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。     

矿物掺合料对混凝土抗杂散电流性能的影响

研究了矿物掺合料对混凝土抗杂散电流性能的影响.结果发现:粉煤灰和矿渣微粉均可以改善混凝土的抗杂散电流性能,并且随着掺量的增加,改善效果逐渐增强.粉煤灰和矿渣微粉复掺后,改善混凝土抗杂散电流的效果最为显著,尤其是复掺总量为20%时,混凝土杂散电流腐蚀开裂时间比基准混凝土延长了28.67%.通过对各配合比混凝土试样进行Si...     

杂散电流与SO42-共同作用下Cl-浓度对砂浆结合氯离子稳定性的影响

通过加载杂散电流、内掺氯化钠和硫酸钠来模拟地铁主体结构(钢筋混凝土)所处的腐蚀环境。采用1%硫酸钠加入不同浓度的氯化钠,研究氯离子浓度对砂浆中结合氯离子稳定性的影响,并以内掺3%氯化钠的试件为对比,研究硫酸根离子的存在对氯离子固化能力的影响。采用电位滴定法测定结合氯离子含量,并结合XRD、SEM和DTG微观试验分析了结合氯离子的失稳机理。结果表明:硫酸根离子的存在对固化氯离子有促进作用,但这种促进作用随通电时间的延长呈减弱趋势;随试件内部氯盐掺量的增加,结合氯离子的浓度增加,氯离子的固化率下降。     

粉煤灰与聚合物水泥防水涂料对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响

研究了不同掺量下单掺粉煤灰、表面刷涂聚合物水泥防水涂料以及两者共同作用对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响,并分析了粉煤灰改善混凝土抗氯离子渗透性能的机理.结果表明,掺粉煤灰和刷涂聚合物水泥防水涂料均可显著地提高混凝土的抗氯离子渗透能力;粉煤灰的改善效果随着掺量的增大而增加;粉煤灰与聚合物水泥防水涂料结合使用改善效果更优;粉煤灰的火山灰效应、填充效应以及对氯离子的初始固化能力是改善混凝土抗氯离子渗透性能的3个重要因素.     

偏高岭土水泥净浆结合氯离子性能的研究

以偏高岭土作为矿物掺合料,研究偏高岭土掺量、养护温度、硫酸盐、金属阳离子等因素对水泥石氯离子固化率的影响。结果表明:掺入偏高岭土能显著增加水泥石中弗里德尔盐(Friedel's salt)的含量,掺40%偏高岭土可使其对氯离子的固化效果达到最大;高温养护对水泥石的氯离子固化带来负面影响,3 d后其氯离子固化率明显低于标准养护;金属阳离子对水泥石的氯离子固化影响表现为Ca2+Mg2+K+Na+。     

地铁盾构管片钢筋混凝土临界锈蚀量时变预测模型

基于耦合条件下混凝土中钢筋锈蚀量的时变规律的分析,研究了杂散电流和氯离子共同作用对地铁盾构管片钢筋锈蚀的影响。结果表明:无论是杂散电流单一因素或杂散电流与氯离子耦合作用,地铁盾构管片钢筋锈蚀量随腐蚀时间的延长而增大,在前期增加比较缓慢,后期逐渐加速至混凝土破坏。且杂散电流和氯离子耦合将明显加快钢筋锈蚀速率和锈蚀进程。基于法拉第定律进行理论分析,对杂散电流、氯离子的影响因素进行了量化处理,并引入杂散电流和氯离子影响因子,建立了一种考虑杂散电流和氯离子耦合作用下钢筋锈蚀量时变预测模型,且模型计算结果和试验结果吻合良好。     

杂散电流影响下氯离子向混凝土内部的传输特征

利用加载直流电场模拟杂散电流的方法,对杂散电流存在情况下氯离子向混凝土内部的传输特征进行了研究.结果表明:杂散电流的存在会明显加速氯离子向混凝土内部的传输,同时随着杂散电流作用时间的延长和电流强度的增大,杂散电流对氯离子传输的加速作用越发明显.此外,与无杂散电流情况下氯离子在混凝土内部均匀扩散的特点相比,杂散电流的存在使得氯离子在混凝土内部的渗透面变为一个抛物面,并且在垂直钢筋的方向上氯离子侵入深度最大.     

混凝土中掺入粉煤灰对地铁迷流的抑制作用

通过研究建立了符合地铁实际使用情况的模型 ,并由实验方法得出结论 :掺入粉煤灰可有效地提高混凝土的阻抗模和抑制杂散电流腐蚀。粉煤灰对杂散电流的抑制作用随其掺量的增加而增加。但综合考虑强度等其他因素以掺入 30 %粉煤灰为宜。     

粉煤灰珊瑚骨料混凝土内掺氯离子扩散和吸水性能

研究了粉煤灰掺量对珊瑚骨料混凝土(CAC)内掺氯离子含量、氯离子结合能力及毛细吸水性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)和热重(TG-DTG)分析了水化产物、理论孔体积及结合水含量.结果表明:随着养护龄期的延长,CAC中总氯离子浓度增大,粉煤灰降低了早龄期总氯离子含量,增大了后期总氯离子含量,而自由氯离子含量随养护龄期的变化规律正好相反,粉煤灰提高了CAC的氯离子结合能力;粉煤灰对28d时CAC的抗毛细吸水性能提升较小,显著降低了60d时CAC的毛细吸水量和吸水率,掺加20%的粉煤灰使28、60d时CAC的二次吸水率分别减少了6.1%、15.4%;粉煤灰对水化产物种类没有影响,但降低了CAC中Ca(OH)2的含量,结合珊瑚骨料携带的氯离子,生成了Friedel's盐.     

混凝土表面氯离子浓度时变规律试验研究

采用氯盐浸泡试验,定期检测了混凝土表面处的氯离子浓度,并对数据进行了拟合分析,研究了混凝土表面氯离子浓度随时间的变化规律,分析了氯盐溶液浓度、水灰比和粉煤灰掺量对表面氯离子浓度大小及其累积速率的影响。结果表明,表面氯离子浓度随时间的增加逐渐增长并最终达到稳定状态。随着氯盐溶液浓度的增加,表面氯离子浓度将更快地达到稳定状态,表面氯离子浓度也相应增大;水灰比越大,表面氯离子浓度累积速率越快,表面氯离子浓度越大;掺入粉煤灰可加快表面氯离子浓度的累积速率,表面氯离子浓度随粉煤灰掺量的增加而增大。通过对现有模型的比较与修正,提出了一个更为完善的模型。     

Chloride induced reinforcement corrosion in lightweight aggregate high-strength fly ash concrete

Reinforced lightweight aggregate high-strength concrete slabs that incorporated fly ash were exposed to 2% chloride solution for over 15 months. Chloride ion ingress, corrosion potentials, corrosion current density and electrical resistivity were determined. These slabs were compared with slabs from normal weight concrete of medium and high-strength. The results indicated that lightweight high-strength concrete slabs with fly ash in the concrete mixture showed the least amount of chloride concentration. Values of corrosion current density were very low and values of electrical resistivity were very high and indicative of extremely low corrosion current. The dense matrix of the lightweight high-strength concrete is believed to restrict continuous pores that may carry chloride ions. The effect of fly ash in lowering the chloride diffusivity further contributed to reduce harmful chloride ions. In addition, the porous sintered fly ash aggregates are believed to have acted as buffer reservoirs for the chloride laden solution and thus prevented the chloride ions from reaching the steel surface.     

Chloride binding and time-dependent surface chloride content models for fly ash concrete

Corrosion of embedded rebars is a classical deterioration mechanism of reinforced concrete structures exposed to chloride environments. Such environments can be attributed to the presence of seawater, deicing or sea-salts, which have high concentrations of chloride ion. Chloride ingress into concrete, essential for inducing rebar corrosion, is a complex interaction between many physical and chemical processes. The current study proposes two chloride ingress parameter models for fly ash concrete, namely: 1) surface chloride content under tidal exposure condition; and 2) chloride binding. First, inconsistencies in surface chloride content and chloride binding models reported in literature, due to them not being in line with past research studies, are pointed out. Secondly, to avoid such inconsistencies, surface chloride content and chloride binding models for fly ash concrete are proposed based upon the experimental work done by other researchers. It is observed that, proposed models are simple, consistent and in line with past research studies reported in literature.     

粉煤灰混凝土的氯离子结合性能

采用干湿交替方式研究了粉煤灰混凝土的氯离子结合性能,得到了混凝土中自由氯离子含量和总氯离子含量的分布,探讨了粉煤灰对氯离子结合性能的影响,分析了氯离子结合性能随深度的变化规律.结果表明:粉煤灰的掺入提高了混凝土中的结合氯离子含量,但粉煤灰混凝土的氯离子结合率和相对氯离子结合系数均低于未掺粉煤灰混凝土,且两者均随着粉煤灰掺量的增加呈降低趋势;混凝土中结合氯离子含量随深度的增加呈先降低再升高的趋势;氯离子结合能力随深度的增加呈上升趋势并逐渐趋于平稳.     

地下工程混凝土的体积稳定性研究

研究了粉煤灰、矿粉、纤维素纤维、PVA纤维及其混杂掺入对混凝土体积稳定性的影响.结果表明,粉煤灰、矿粉均能有效提高混凝土的抗氯离子扩散性能,两者复掺更有利于氯离子扩散系数的降低,单掺矿粉较单掺粉煤灰好.掺入不同品种纤维的混凝土收缩率随时间而变化,时间越长各品种纤维混凝土的收缩率减小,在抑制混凝土长期抗裂方面,PVA纤维的作用效果最好.