混凝土抗氯离子渗透性PERMIT试验方法改进及工程应用

因抗渗性差导致有害物质侵入造成钢筋锈蚀从而使结构功能劣化是混凝土耐久性问题的主要成因.PERMIT离子迁移方法是目前唯一可用的商业化混凝土抗氯离子渗透性现场测试方法,但该方法目前尚存在一些亟待研究的问题.为了完善该方法,试验研究并理论解释了PERMIT离子迁移方法峰值电流与氯离子迁移系数的关系,并根据试验结果得到了PERMIT离子迁移方法与RCM快速氯离子迁移方法的关系.研究结果简化了测试和数据处理过程,并建立了PERMIT试验方法与我国现行标准的换算关系.作为工程应用,测试了哈大客运专线混凝土箱梁的抗氯离子渗透性,验证了改进方法的有效性.     

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．     

矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能影响的试验研究

采用ASTMC1202—94所推荐的方法试验了粉煤灰、硅灰及粉煤灰与硅灰复合对混凝土的抗氯离子渗透性能的影响。结果表明，矿物掺合科能大幅度降低混凝土的氯离子渗透率，粉煤灰与硅灰的复合双掺是配制极低氯离子渗透性混凝土的重要技术途径。在粉煤灰与硅灰双掺混凝土的氯离子扩散电量的减少中，硅灰占主导地位。     

氯离子对混凝土的侵蚀及混凝土渗透性试验方法

本文对Cl进入混凝土方式、在混凝土中的迁移方式以及对混凝土的侵蚀作用机理进行了阐述。同时,依据不同的试验原理对混凝土渗透性试验进行分类和总结,并对各种试验方法的特点、适用范围以及国内常用的渗透性试验进行了评述。     

浆状掺合料混凝土抗氯离子渗透性能

运用湿磨方式处理工业废渣制备一种混凝土浆状掺合料,基于矿物掺合料干磨和湿磨环境介质的不同,研究浆状掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并对其机理进行探讨。结果表明,不同方式处理的矿物掺合料均能在一定程度上改善混凝土抗氯离子渗透性能。湿磨处理的浆状掺合料混凝土水化早期的抗氯离子渗透性能优于干磨掺合料;而在水化后期,浆状掺合料混凝土抗氯离子渗透性能稍弱于同等细度干磨矿物掺合料。     

再生混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

改变再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、水胶比等参数,研究不同配合比对再生混凝土抗氯离子渗透能力的影响规律。试验结果表明,降低水胶比对再生混凝土抗氯离子渗透性能有利;再生混凝土氯离子迁移系数随着再生粗骨料替代率的增大而增大,抗氯离子渗透性能下降。掺加粉煤灰可以改善再生混凝土抗氯离子渗透性能,对于早龄期再生混凝土粉煤灰掺量在10%~20%之间为宜。     

基于MATLAB模拟的RPC抗氯离子渗透性分析

为研究不同活性掺合料活性粉末混凝土(RPC)在不同养护龄期下的抗氯离子渗透性能,利用MATLAB进行氯离子渗透模拟和线性拟合.对3组不同养护龄期、不同活性掺合料的RPC试件,在NEL试验条件下进行抗氯离子扩散系数试验,测定数据进行验证.结果表明:MATLAB软件可以较好地模拟RPC试件中氯离子二维扩散过程及其发展趋势,并对RPC试件氯离子扩散系数与养护龄期关系进行线性拟合;在相同养护龄期下,不同活性掺合料替代硅灰比例相同时,RPC试件抗氯离子渗透能力的大小依次为粉煤灰>硅粉>石英砂;同一种活性掺合料替代硅灰比例相同时,不同养护龄期RPC试件抗氯离子渗透能力的大小依次为28d>14d>7d.     

海工混凝土抗冻性和氯离子渗透性综合评价方法

综合研究了国内外混凝土耐久性的评价方法,提出了采用一个指标评价混凝土抗冻-抗氯离子渗透综合性能的方法,冻渗性或R值评价方法;给出了R值的数学表达式,用抗冻耐久性指数(DF)和氯离子扩散系数(DNEL)试验值做变量,DF做冻渗性临界破坏的判定值,R值是二者的比值计算结果;讨论分析了R值评价方法的合理性和物理意义,确定了参数的取值范围和评价涵义。所建立的评价方法可以较好地综合评价认识海洋环境下混凝土抗冻性和抗氯离子渗透性的优劣。     

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.     

混凝土抗氯化物侵入性标准测试方法的适用性

评述了欧共体Chlortest科研项目建议欧洲标准采用3种方法(浸泡法(NT Build 443)、RCM快速氯离子迁移法(NT Build 492)和电阻率法)评价混凝土抗氯化物侵入性的适用性.特别强调指出:电通量法不宜再用于评定混凝土抗氯化物侵入性和筛选配合比;电阻率法适用于现场施工质量控制,但需事先针对特定混凝土,建立其与浸泡法或RCM法测试结果的相关性.对大掺量粉煤灰或矿渣的高耐久性混凝土,建议湿热养护试件,以快速评定混凝土抗氯化物侵入性.     

荷载与锂渣掺量对混凝土氯离子扩散性与气体渗透性的影响

为探讨不同压应力与锂渣掺量对混凝土氯离子电通量和气体渗透系数的影响,制作了3种不同水胶比、4种锂渣掺量的混凝土试件,并对试件分别施加极限压荷载的10%、30%、50%作为持续压应力,进行氯离子扩散性和气体渗透性试验。结果表明:混凝土的气体渗透系数、氯离子电通量与锂渣掺量、压应力比之间存在明显的相关性。氯离子电通量随着锂渣掺量的增加而减少,随着压应力比的增大而增大。气体渗透系数随着锂渣掺量的增加而增加,随着压应力比的增大而增大。综合考虑电通量与气体渗透系数,C20、C30、C40混凝土最优掺量分别为15％、20％、15％。     

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.     

混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法

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)的修订工作,编制组对国内外混凝土抗硫酸盐腐蚀的研究和试验方法进行了充分的调研.对该调研分析报告进行梗概性介绍,旨在促进对外部硫酸盐侵蚀机制的了解和对混凝土试验方法标准的研究.列举了目前我国混凝土抗硫酸盐腐蚀研究的自然试验、室内加速试验以及浸泡方式对混凝土腐蚀性能的影响,并对中美两国相关试验方法标准作了对比.调查结果表明:我国广大地区混凝土受硫酸盐腐蚀现象普遍、问题严重.基于目前的研究现状和水平,室内加速腐蚀试验——全浸泡试验和干湿循环试验可为相关研究和实际工程提供参考依据.建议将这2种方法纳入《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》.     

非饱和混凝土中氯离子输运问题的边界元算法

氯离子侵蚀对混凝土结构耐久性造成极大危害,研究混凝土中氯离子输运问题的计算方法,对于完善混凝土结构寿命预测与评估方法具有重要意义.针对非饱和混凝土中氯离子输运问题,综合考虑了渗透和扩散对输运过程的影响.将相应的控制方程转化为积分弱形式,采用径向积分法和基于紧支径向基函数的函数逼近方法,得到仅包含边界积分的积分方程.采用中心差分格式表示非稳态项中的湿度梯度和浓度梯度,进而建立该问题的无网格边界元方程.通过求解系统方程,得到混凝土中氯离子输运问题的解答.计算表明,混凝土未饱和之前,渗透过程对氯离子输运的影响显著高于扩散过程,渗透对扩散过程的影响时间远长于混凝土达到饱和的时间.这为进一步研究干湿循环作用下混凝土中氯离子输运问题奠定了基础.     

混凝土抗氯离子侵入性能的电量综合法

为了建立统一的混凝土抗氯离子侵入性快速试验方法,进行了通电时间和电解质溶液对混凝土电量值及氯离子渗透深度影响的研究.初步研究结果显示,可以建立一种新的试验方法,即电量综合法(RCMS),将电量法和快速电迁移法2种试验方法统一起来.建议的试验条件:试件龄期为56 d,用电量法夹具,阳极采用0.3 mol/L的氢氧化钠溶液,阴极采用3%氯化钠溶液,试验电压为60 V,通电时间为18 h.混凝土抗氯离子性能以6 h电量值、18 h电量值和通电18 h后氯离子渗透深度来评价,以18 h电量值为主要判定依据.     

弯曲疲劳载荷作用下结构混凝土抗氯离子扩散性能

通过对疲劳损伤机理的分析,针对损伤发展的第2阶段,采用不同疲劳循环次数比对应的残余拉应变与疲劳破坏时对应的极限残余拉应变的比值来定义损伤变量,重点研究了疲劳载荷与氯盐协同作用下结构混凝土的耐久性及其寿命预测方法.研究结果表明:随着疲劳损伤所产生的残余拉应变的增大,氯离子在混凝土中的扩散系数逐渐增加;当残余拉应变超过60×10-6时,其增加幅度开始变得显著;当残余拉应变增加到120×10-6时,氯离子扩散系数提高了1个数量级.因此,在海洋大气环境与疲劳载荷的协同作用下,结构混凝土的服役寿命大大缩短.这些方法与结论可为疲劳载荷与环境因素协同作用下混凝土的耐久性设计与评估提供依据.