荷载作用下混凝土中氯离子传输研究进展

混凝土在实际工作中均受荷载和环境共同作用,而且相关研究已经证实荷载对混凝土耐久性的影响不容忽视.荷载作用会使混凝土的微细观孔隙结构发生变化,严重的会造成混凝土出现宏观裂缝,将会对混凝土抵抗氯离子侵蚀能力造成很大影响.从试验研究、数值模拟和氯离子传输修正模型3个方面,对荷载作用下混凝土中氯离子传输规律进行梳理,最后,针对现有研究存在的问题提出建议.     

不同应力状态下混凝土抗氯离子侵蚀的研究

提出混凝土试件在不同应力状态下氯离子侵蚀试验的方法，分析了混凝土的应力水平、水灰比对氯离子侵蚀速度的影响，建立了混凝土在应力状态下氯离子侵蚀速度预测的数学模型，推断出预应力混凝土抗氯离子侵蚀能力强于普通混凝土的结论。     

冻融环境下混凝土中氯离子传输特性研究

冻融损伤和氯盐侵蚀是寒区海洋环境中混凝土耐久性失效的主要原因.通过模拟寒区海洋环境,设计满足一定抗冻要求的引气混凝土,围绕冻融循环次数对混凝土氯离子扩散系数的影响和冻融后氯离子在混凝土中的传输特性进行了试验研究.结果表明:氯离子扩散系数随冻融循环次数的增长呈指数型上升;冻融后混凝土表层氯离子质量分数随侵蚀时间的增长也呈...     

裂缝非贯通条件下混凝土结构中氯离子扩散解析

考虑混凝土裂缝的非贯通条件,根据裂缝深度将带裂缝混凝土结构分为裂缝区和无裂缝区.依据Fick第二定律,建立氯离子在带裂缝混凝土结构中的扩散方程,结合初始条件和边界条件,采用Laplace变换法得到带裂缝混凝土结构中氯离子扩散方程的解析解,并分析裂缝宽度和深度对氯离子分布规律及钢筋混凝土结构耐久寿命影响.结果表明,裂缝的深度越小、宽度越大,则裂缝非贯通条件下的氯离子浓度与裂缝贯通条件下的氯离子浓度差异越大.随着裂缝深度与保护层厚度之比d_(cr)/d_c增大,钢筋混凝土结构耐久寿命呈现先减小后增大的变化趋势;当d_(cr)/d_c=1.0时,结构耐久寿命取得最小值;当d_(cr)/d_c1.6时,结构耐久寿命可近似按裂缝贯通时的情况计算.     

混凝土海洋平台抗氯离子侵蚀耐久寿命预测试验研究

对不同水灰比及掺加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土氯离子扩散系数进行了试验研究,并对高性能混凝土海洋平台结构抗氯离子侵蚀耐久寿命进行了预测和分析,结果表明在一定条件下,低水灰比和增加保护层厚度均可以提高混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久寿命.该结论为混凝土海洋平台结构的耐久性设计与评估提供了参考依据.     

混凝土抗氯离子渗透性试验方法比较研究

采用ASTM C1202、稳态电迁移方法和电导方法,对掺各种掺合料的混凝土及普通混凝土、轻骨料混凝土进行抗氯离子渗透性研究．结果表明,ASTM C1202在多数情况下具有较好的适用性．特别适用于不掺掺合料的中等强度普通混凝土;抗氯离子渗透快速试验方法不具备普遍适用性．     

混凝土中结合氯离子研究综述

混凝土中氯离子的结合会影响其侵蚀进程。且结合氯离子并不稳定,在酸化、碳化、化学侵蚀与通电作用等情况下会失稳释放,从水泥结合氯离子的机理、结合能力及结合氯离子稳定性等方面对中外研究现状进行综述。提出了对于某些因素需要建立更合理的评价标准,需要深入研究多因素耦合作用及降低失稳氯离子对钢筋腐蚀危害的研究建议。     

应力状态下开裂混凝土中氯离子扩散研究

试验研究了加载情况下,混凝土中的氯离子扩散,并基于对试验数据的处理分析了氯离子在混凝土承受应力状态下扩散规律。     

海工预应力混凝土氯离子侵蚀模型及耐久性

总结分析了国内外有关混凝土中氯离子侵入模型的研究概况,针对海工预应力混凝土结构,讨论了影响氯离子侵入预应力混凝土的各种因素．考虑混凝土与氯离子间的结合能力,建立了预应力混凝土氯离子侵入数学模型．以混凝土保护层厚度、氯离子扩散速度以及表面氯离子浓度为主要参数,运用可靠度理论,建立了海工预应力混凝土结构耐久性可靠度分析模型．分析结果表明：应力状态下。混凝土的氯离子有效扩散系数是变化的,其中混凝土的拉应力会加快氯离子的扩散,而压应力则相反;同时从耐久性分析中可知,混凝土保护层厚度对氯离子侵蚀下的PC结构耐久性影响最大,表面氯离子浓度及氯离子扩散速度次之．     

混凝土抗氯离子渗透性试验方法

为配合《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GBJ82-85)的修订,促进对混凝土抗氯离子渗透性试验方法的了解与交流,对国内外混凝土抗氯离子渗透性试验方法及标准进行了充分的调研.详细调查了国内外混凝土抗氯离子渗透性试验方法和测试技术的标准规范,比较了各种试验方法或测试技术的原理和适用范围,并分析了各种试验方法的优缺点.混凝土的抗氯离子渗透性是其耐久性的重要指标之一,建议在《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中补充混凝土抗氯离子渗透性试验方法.     

风暴潮叠加天文大潮下的沙滩循环与海岸侵蚀

通过比较9914号特大台风前后厦门岛东南部沙滩及地物的变化,探讨了海滩循环在风暴潮叠加天文大潮条件下的运动过程.研究表明,在9914号台风期间,厦门湾海岸水位增高达黄海平均海平面以上4.04 m的条件下,风浪携海滩砂向上冲越可达黄海平均海面以上8.5 m.造成沙滩滩肩消失,沙棱体的砂一部分向上冲越脱离海滩,一部分被回流带到低潮区.原滩肩下伏的基底因沙棱体的消失受波浪的冲刷.台风过后,低潮区的砂又重新回到滨面,但台风期间向上冲越的砂却不能全部返回,沙棱体长时间未能恢复原状,最终导致海滩侵蚀与岸线后退.     

混凝土氯离子渗透性测试系统的研制

混凝土氯离子渗透性是评价混凝土耐久性的重要指标,氯离子渗透性检测是保证混凝土质量的重要手段.为了准确的测定混凝土的氯离子渗透性,研制了基于电量法的氯离子渗透性检测系统.系统由硬件系统和上位机分析软件构成.硬件系统是基于单片机的采集系统,通过上位机实现数据的采集分析处理.系统已应用于实践,使用结果表明,系统精度高、操作方便、性能良好.     

锂渣混凝土的氯离子渗透性能与活性评价

了解锂渣对混凝土性能的影响是利用锂渣的关键。为此设计了3个常用水胶比、4个掺量共12组,成型混凝土抗压和氯离子渗透试件。探讨大掺量锂渣对混凝土力学性能、氯离子渗透性能的影响,并评价其活性。试验结果表明:锂渣掺量在20%以内时,混凝土早期强度虽较空白混凝土要低,但龄期超过28 d时,抗压强度比空白混凝土高,氯离子渗透系数较空白混凝土要低。掺量大于20%时,高水胶比混凝土力学性能降低幅度较显著,氯离子渗透系数也向不利的方向发展,但都在10-12m2/s数量级。掺量从0%增加至60%时,活性因子呈先增大后降低的趋势,掺量为20%时,其活性因子最大。随着养护龄期的延长,特别是28 d后锂渣参与二次水化,混凝土的密实度得以提高,力学性能和氯离子渗透性能在一定程度上得到了改善。     

防火涂料对高强混凝土高温后氯离子渗透性影响

通过5组外包不同厚度防火涂料的C80高强混凝土试块的高温后氯离子渗透试验,研究了氯离子渗透性随涂料厚度的变化情况.试验结果表明:当防火涂料厚度≥30mm时,高温后氯离子渗透性基本不变;当防火涂料厚度为20～25mm时,高温后氯离子渗透性低于常温C50混凝土;当防火涂料厚度为15mm时,高温后氯离子渗透性相对较高.综合考虑后认为,厚度20 mm的防火涂料可同时发挥抑制高强混凝土高温爆裂和降低高温后高强混凝土氯离子渗透性的双重作用.     

氯离子侵蚀钢筋混凝土管桩的使用寿命预测

基于氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀机理,将钢筋混凝土管桩的使用寿命分为2个阶段,锈蚀初始阶段和裂缝扩展阶段.依据Fick第二定律和Faraday定律,分别建立了氯离子在钢筋混凝土管桩中的扩散方程和氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀模型,通过确定临界氯离子浓度和钢筋临界锈蚀深度,分别对锈蚀初始阶段时间和裂缝扩展阶段时间进行了预测.并在此基础上,进一步分析了表面氯离子浓度、扩散系数、保护层厚度、钢筋直径、体积膨胀率以及抗拉强度与弹性模量的比值等因素对钢筋混凝土管桩使用寿命的影响.分析结果表明,随着表面氯离子浓度、扩散系数、钢筋直径和体积膨胀率的增大,管桩的使用寿命减小;随着保护层厚度和抗拉强度与弹性模量的比值的增大,管桩的使用寿命增大.     

冻融循环和氯盐侵蚀作用下钢筋与混凝土的粘结性能

为了研究冻融循环和氯盐侵蚀两种因素对钢筋与混凝土粘结性能的影响,本文设计了光圆钢筋和螺纹钢筋两种钢筋混凝土试件,对其在三种不同冻融次数（15次、25次、50次）和三种不同浓度（3.5%、7%、10%）氯盐溶液条件下进行试验,探讨钢筋混凝土试件试验后的粘结性能退化规律。结果表明：光圆钢筋试件表现为拔出破坏,螺纹钢筋试件表现为劈裂破坏,当冻融循环次数较少时,钢筋与混凝土之间的粘结性能随着氯盐侵蚀程度的增加略有提高,当冻融循环次数大于等于25次时,粘结性能随氯盐浓度的增加而变差,冻融破坏程度不同,钢筋与混凝土粘结性能随氯盐浓度大小变化的敏感程度不同。最后根据试验结果拟合出冻融氯盐侵蚀后试件的粘结强度—滑移本构关系。     

碳化程度对混凝土中氯离子扩散系数的影响

为研究碳化程度对混凝土中氯离子扩散系数的影响,通过室内混凝土快速碳化试验获得不同碳化程度的混凝土试块,再结合氯离子快速渗透试验,计算各混凝土试块的氯离子扩散系数.试验结果表明:完全碳化试件与部分碳化试件的氯离子扩散系数未见明显差别;而完全未碳化试件的氯离子扩散系数最大,与已碳化试件有明显差距.混凝土的碳化会降低氯离子的扩散系数;碳化使混凝土的孔隙率降低、密实度提高,一定程度上阻止了氯离子向混凝土内部扩散,完全碳化试件的氯离子扩散系数约为未碳化试件的1/2左右.利用pH计对部分碳化试件进行了测试,结果表明方法可行.     

混凝土热损伤试验研究

利用电测及超声波测试技术测试了混凝土拱型试件制品前缘处热应变及热损伤,给出该结构在温度荷载作用下的热损伤试验结果。文中分析了温度荷载对混凝土结构的热损伤影响,并解释了混凝土热损伤破坏机理。试验成果为进行混凝土热损伤方向的理论研究及工程设计提供了依据。     

钢筋混凝土电化学除氯的试验研究

通过试验,研究了钢筋混凝土电化学除氯时所采用的电流密度、电量以及初始氯离子含量对除氯效果的影响,同时监测了除氯前后混凝土中钢筋的电位以及钢筋周围混凝土组成的变化情况。结果表明:初始氯含量、电流密度、电量对除氯效率均有不同程度的影响;除氯后钢筋电位向正向偏移,腐蚀的可能性降低;除氯后钢筋周围的Ca(OH)2含量增加,有利于钢筋的钝化恢复。     

混凝土矩形截面氯离子二维扩散的影响分析

选择常规截面,遵循二维扩散模型,研究扩散系数、扩散时间、钢筋位置、氯离子边界质量分数及构件截面尺寸等对氯离子二维扩散的影响程度.结果表明,扩散系数和扩散时间既影响氯离子二维扩散区域,又影响氯离子扩散程度,两者值越大,二维扩散区域越大,氯离子质量分数越高;钢筋位置是决定钢筋初锈时间的重要因素;氯离子边界质量分数对氯离子二维扩散区域均无影响,但对氯离子扩散程度影响明显.