阳离子类型对钢筋腐蚀临界氯离子浓度的影响

采用饱和Ca(OH)2溶液和水泥浸泡液2种混凝土模拟孔溶液,选用NaCl,KCl,MgCl2和CaCl2等4种氯盐,通过逐级添加氯盐方式腐蚀钢筋,以半电池电位法测得的自腐蚀电位和电化学阻抗技术测得的腐蚀电流密度分别判定钢筋起始腐蚀对应的临界氯离子浓度.研究结果表明:阳离子类型对钢筋腐蚀的临界氯离子浓度有明显影响;在饱和Ca(OH)2溶液中,Mg2+和Ca2+降低了钢筋腐蚀的临界氯离子浓度;在水泥浸泡液中,Mg2+和Ca2+则提高了钢筋腐蚀的临界氯离子浓度;在2种混凝土模拟孔溶液中,同价阳离子的临界氯离子浓度相同.     

水泥中S/Al和外渗硫酸盐对氯离子临界浓度的影响

采用线性极化法、压汞法和X射线衍射分析等方法研究了外渗氯盐条件下水泥中S/Al摩尔比及外渗硫酸盐对氯离子临界浓度的影响,研究结果表明:氯离子临界浓度随水泥中S/Al摩尔比的提高先增大后减少,而氯离子的结合量随S/Al摩尔比的提高而降低,氯离子临界浓度达最大值时的S/Al摩尔比随水泥中Al2O3含量的提高而降低;在SO24-和Cl-浓度与华南地区海水相近的复合渗透液中,氯离子临界浓度随水泥中S/Al摩尔比的提高先增大后减少,且临界浓度低于NaCl溶液浸泡试件;复合渗透液中的SO42-渗透进砂浆使砂浆结构变致密,但过量后会引起体积膨胀,使氯离子临界浓度下降.     

水泥中S/Al比和外渗硫酸盐对氯离子临界浓度影响研究

采用线性极化法、压汞法和X射线衍射分析等方法研究了外渗氯盐条件下水泥中S/Al比及外渗硫酸盐对氯离子临界浓度的影响,研究结果表明：氯离子临界浓度随水泥中S/Al比提高先增大后减少,而氯离子的结合量随S/Al比提高而降低,氯离子临界浓度最大值时的S/Al比随水泥中Al2O3含量的提高而降低,S/Al比和Al2O3含量对氯离子临界浓度的影响实质上是对砂浆孔隙结构的影响。在SO42-和Cl-含量与华南地区海水相近的复合渗透液中,氯离子临界浓度随水泥中的S/Al比提高而先增大后减少,且临界浓度约为NaCl溶液浸泡试件的70%。复合渗透液中的SO42-渗透进砂浆先会使砂浆结构变致密,然后才引起体积膨胀,提高水泥中的S//Al比可提高水泥中AFm的生成量,从而相对降低由于生成滞后钙矾石引起的体积膨胀。     

混凝土模拟液中临界氯离子浓度影响因素分析

采用Ca(OH)2溶液作为混凝土模拟孔溶液,通过动电位极化曲线获取B值来计算腐蚀电流密度进而判断钢筋腐蚀开始的时间,研究了交流阻抗谱和线性极化2种电化学测试方法以及pH对模拟液中引起钢筋锈蚀的临界氯离子浓度的影响规律.研究结果表明:相同条件下线性极化法测得的临界氯离子浓度大于电化学阻抗谱测得的结果;以溶液中氯离子的摩尔浓度表示临界氯离子浓度时,其值随pH值的减小而减小;而以C(Cl-)/C(OH-)表示临界氯离子浓度时,其值随着pH值的减小而增大.     

拉伸疲劳对钢筋锈蚀临界氯离子浓度的影响

采用不同应力水平和次数对Q235钢筋进行拉伸疲劳试验,在饱和Ca(OH)2模拟液中,采用自腐蚀电位法和电化学阻抗谱法测定钢筋锈蚀的临界氯离子浓度,同时通过扫描电镜观察拉伸疲劳作用引起的钢筋显微结构变化。结果表明:在拉伸疲劳作用下,钢筋锈蚀的临界氯离子浓度随着拉伸疲劳应力水平的增大和疲劳次数的增加而减小;拉伸疲劳会使钢筋晶粒细化,晶界、相界增多,并且随着拉伸疲劳应力水平的增大和疲劳次数的增加,这种变化就越明显;钢筋晶粒的细化以及晶界的增多会引发短路扩散,降低钢筋锈蚀的临界氯离子浓度。     

氯盐侵蚀环境下圆形截面混凝土构件服役寿命 分析与配合比选择

氯离子侵蚀混凝土结构,导致混凝土过早发生破坏,其原因之一是在进行结构满足耐久性设计时忽略了结构的外形和扩散维数对氯离子扩散的影响。基于钢筋脱钝的临界氯离子浓度,提出了圆形截面氯离子侵蚀的耐久性服役寿命计算方法。开展了耐久性正交实验,通过服役寿命定量计算,可以对圆形截面构件混凝土的配合比进行设计与选择。通过算例分析混凝土构件的服役寿命,结果表明圆形截面构件相对于矩形截面构件具有更好的耐久性,在混凝土结构耐久性设计时,采用圆形截面构件可以增加满足耐久性的混凝土配合比方案,减小混凝土配置难度,降低建造成本。     

混凝土环境中β-甘油磷酸钠影响钢筋阻锈行为研究

在混凝土高碱环境中,为了提高混凝土中钢筋抗氯离子侵蚀能力,采用新型环保型有机阻锈剂——β-甘油磷酸钠保护钢筋,达到延长钢筋混凝土结构整体寿命的目的。本文通过采用电化学方法对该种有机阻锈剂作用下,不同阳离子类型的模拟孔溶液中钢筋性能演变过程进行实时监测,并获取相应的关键参数,探究了钝化时期β-甘油磷酸钠与钢筋钝化膜,以及维钝时期,β-甘油磷酸钠、钢筋钝化膜与氯离子之间的作用关系,揭示了该种有机物的阻锈机制。通过OCP、LPR以及EIS电化学测试方法得到的结果表明：β-甘油磷酸钠与钝化膜中Fe氧化物/氢氧化物通过物理化学作用进行结合,使得钢筋表面形成阻锈能力更强的保护膜,从而提高了钢筋抗氯离子侵蚀能力。4种模拟孔溶液中钢筋抗氯离子侵蚀能力分别为NaOH+0.1 mol/L β-甘油磷酸钠>饱和澄清Ca(OH)₂>NaOH>饱和澄清Ca(OH)₂+0.1 mol/L β-甘油磷酸钠;其中,NaOH,NaOH+0.1 mol/L β-甘油磷酸钠与饱和澄清Ca(OH)₂溶液中钢筋相应的临界氯离子浓度(c_...     

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。     

钢筋混凝土结构耐久性研究现状与试验方法

从材料、构件和结构三个层次总结了近年来钢筋混凝土结构耐久性的研究成果,包括混凝土碳化、氯离子在混凝土中的扩散、钢筋锈蚀、构件性能退化规律和结构耐久性的评估。阐述了钢筋混凝土结构耐久性的主要试验方法,并比较了各自的优缺点。     

氯离子诱导的钢筋混凝土结构耐久性研究

从影响氯离子传输的因素、临界氯离子浓度、氯离子向混凝土内传输的机理、氯离子传输预测模型等方面对因氯离子诱导的钢筋腐蚀造成的钢筋混凝土(RC)结构耐久性能退化问题进行了评述,提出了需要进一步研究的问题.     

钢渣粒度分布对钢渣水泥水化特性影响的灰度分析

利用机械激发的原理,从强度与Ca(OH)₂含量两个方面,研究不同球磨时间下钢渣粉的粒度特性以及比表面积对钢渣水泥胶砂水化性能的影响,同时采用灰色关联分析方法探讨钢渣颗粒粒径与钢渣水泥胶砂强度和水化程度的影响规律.结果表明:球磨时间增加,钢渣比表面积增大,活性随之增强;通过DTG热分析发现钢渣的比表面积的变化会影响水化产物Ca(OH)₂结晶和晶体生长速率;钢渣粉中10~20μm粒级对钢渣水泥强度促进作用最大,5~10 μm粒级对钢渣水泥28 d Ca(OH)₂含量促进作用最大,因此增加5~20 μm范围的钢渣颗粒含量,有利于提高钢渣活性.     

钢纤维混凝土超声-回弹测强曲线的建立

结合厦门至昆明国家重点公路干线的施工情况,配制一批不同龄期的掺入粉煤灰、矿渣的C40钢纤维混凝土试件。通过超声波检测、回弹检测及抗压强度实验,分析钢纤维掺量对钢纤维混凝土超声波声速、回弹值和抗压强度的影响。根据实验数据,建立钢纤维混凝土抗压强度、超声波声速、回弹值之间的关系曲线。结果表明：随着钢纤维掺量的增加,三种钢纤维混凝土的超声波声速、回弹值、抗压强度均呈先增大后减小的趋势;掺入粉煤灰和矿渣的混凝土密实度提高;铜纤维混凝土抗压强度、声速、回弹值三者之间相关性较好,超声-回弹综合法用于钢纤维混凝土无损检测是可行的。     

含钢渣复合掺合料对混凝土耐久性的影响

研究了掺钢渣、矿渣和粉煤灰复合掺合料混凝土的碳化、氯离子渗透、碱集料反应、抗冻及绝热温升性能.结果表明:在同水胶比下,复合掺合料等量取代水泥后,混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能有明显提高,混凝土碱集料反应膨胀率显著降低,当复合掺合料用量超过50%,混凝土抗冻性有所降低.掺加复合掺合料可显著减小胶凝材料的水化热,以及混凝土的绝热温升值和温升速率.     

复合外掺料高性能混凝土的氯离子扩散性能

为研究复合矿物外掺料对高性能混凝土抗氯离子扩散性能的影响,分别制备单掺、双掺及三掺矿物外掺料的高性能混凝土试件,通过开展6 h快速氯离子扩散实验(ASTM C1202),测试高性能混凝土中不同深度处的总氯离子和自由氯离子的含量,并据此计算不同深度处固化氯离子的含量。实验结果表明,复合掺加粉煤灰、硅灰和矿渣的高性能混凝土的6 h电通量最少,且其内部的总氯离子和自由氯离子含量最低,具有最佳抗氯离子扩散能力;复合掺加矿物外掺料可以提高混凝土中固化氯离子的比例,降低混凝土结构中钢筋的锈蚀概率,延长其服役寿命。     

提高混凝土耐久性的技术措施

介绍了影响混凝土耐久性的因素，以及胶结材料（粉煤灰、硅灰、磨细的粒状高炉矿渣等）对混凝土耐久性的影响，相应地提出了提高混凝土耐久性的技术方法。     

掺矿物掺合料混凝土ASTM C1202测试指标的相关性

为了探讨掺矿物掺合料混凝土的ASTM C1202测试指标的相关性,采用ASTM C1202标准测试了分别掺有粉煤灰、矿渣、硅灰的混凝土28 d和91 d的初始电流、6 h电通量以及氯离子渗透深度;分析了6 h电通量和初始电流、氯离子渗透深度的关系以及矿物掺合料和龄期对这些关系的影响规律.分析结果表明:3种矿物掺合料均能不同程度地降低混凝土的6 h电通量、初始电流以及氯离子渗透深度;龄期基本不影响掺矿物掺合料混凝土6 h电通量与初始电流之间的相关性;龄期对掺矿物掺合料混凝土氯离子渗透深度与6 h电通量的相关性影响较大.可以考虑用初始电流作为评价指标建立掺矿物掺合料混凝土抗氯离子渗透性的评价标准;宜采用长龄期试件作为测试对象评价掺矿物掺合料混凝土抗氯离子渗透能力.     

碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能研究

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能.结果表明:碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在掺量为0~30%(质量分数)范围内,随着粉煤灰掺量的增加,碱-磷渣-粉煤灰的凝结时间略有延长.与普通硅酸盐水泥相比,碱-磷渣胶凝材料的抗压强度较高而抗折强度相对较低;掺加粉煤灰后碱-磷渣胶凝材料的抗压强度降低,但抗折强度提高.碱-磷渣胶凝材料的抗冻性和耐蚀性均优于普通硅酸盐水泥,但其干缩较大,用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩.     

粉煤灰高强轻骨料混凝土抗氯离子渗透及护筋性

利用不同细度粉煤灰等质量取代水泥10％-30％,制备了粉煤灰高强轻骨料混凝土,采用ASTM快速氯离子渗透试验和电化学测试技术,研究了其抗渗性及护筋性能,并与基准试样进行了对比分析,研究结果表明,当粉煤灰掺量相同时,随着粉煤灰细度的增大,轻骨料混凝土抗氯离子渗透性及护筋性均随之增强,且高于基准试样;掺入Ⅱ级粉煤灰时,随着粉煤灰掺量的增加,其抗氯离子渗透性随之降低;掺入超细粉煤灰且掺量为20％时,抗氯离子渗透性最优,而掺人I级粉煤灰时,抗氯离子渗透性与基准试样相差不大;而达到30％掺量时,则有下降趋势,同时,钢筋轻骨料混凝土护筋性与抗氯离子渗透性保持大致相同的变化趋势,即随着抗氯离子渗透性的提高,护筋效果随之改善。     

Different effects of fly ash and slag on anti-rebar corrosion ability of concrete with chloride ion

In this paper, we have studied the anti-rebar corrosion ability of high-strength concrete (HSC), which were made by one or two mixed fly ash and slag. The different effects of fly ash and slag on concrete anti-rebar corrosion ability were discussed in chloride ion-contaminated condition. The results indicate that the effects of slag on concrete anti-chloride ion penetration ability are more excellent than that of fly ash at the same content. When the content of fly ash is 10%, the corrosion-inhibition action is not obvious; when the content is higher than 25%, this effect is remarkable. Corrosion-inhibition action of slag is better than that of fly ash. Slag is not like fly ash that has obvious effect on anode curves Tafer slope, so its contribution to restraining rebar in concrete corrosion is the result of high concrete anti-chloride ion penetration ability and binding chloride ion. Their “superimposition effect” can be realized only at reasonable content and proportion condition. Biography: DING Qingjun (1962–), male, Professor, Ph.D., research direction: high-property concrete.