引气混凝土在冻融循环过程中的氯离子渗透与孔结构

C30和C50引气混凝土在3.5%NaCl溶液中自然浸泡或快速冻融循环,测试盐冻过程中混凝土表面和内部的超声声时,混凝土中的氯离子浓度分布及孔结构演变。研究结果表明:超声声时较好反映了混凝土在盐冻过程中的损伤演化,其表面和内部超声声时均先下降,后保持稳定,当混凝土剥落严重时迅速上升;冻融循环过程中的低温环境降低了混凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散速度,但冻融损伤程度的增加将导致混凝土中氯离子扩散速度的提高;盐冻循环50,150和400次时,C50混凝土中孔径大于100 nm毛细孔数量由31.85%提高到42.70%和56.60%,孔径大于0.1 mm的微裂纹数量由12.80%降低为8.37%,并最终提高到25.29%。此外,混凝土经过150次冻融循环,相比于C30混凝土,C50混凝土中孔径大于100 nm的毛细孔数量降低20.10%,微裂纹数量降低43.44%。     

混凝土抗氯离子渗透特征参数研究

基于硝酸银显色法测量,研究了氯离子变色深度、非稳态电迁移系数、初始电流与6 h电通量等混凝土抗氯离子渗透特征参数.结果表明:当初始电流小于80 mA或6 h电通量小于2 000 C时,变色深度与6 h电通量、初始电流与6 h电通量均有良好的线性关系,初始电流与变色深度之间的关系为Xd=0.15Iinitinal.通过测试初始电流,可以快速测估氯离子变色深度与6 h电通量.非稳态电迁移系数与6 h电通量不总是存在良好的相关性,不能用电通量的值来衡量氯离子在混凝土中的迁移特性.     

海洋环境中考虑温湿传导耦合的氯离子渗透模型

针对海洋环境中混凝土构件遭受氯离子侵蚀过程的复杂性!完善考虑温湿传导耦合的氯离子渗透模型。该模型的控制方程以及各项参数均充分体现了侵蚀过程中热量传导、水分扩散以及氯离子渗透的交互影响,并根据与侵蚀性海水的接触程度不同区分了四种温湿一氯 离子表面浓度的边界条件,提出了一套依据区域宏观环境信息确定局部微环境的方法,从而实现了对该过程的多参数仿真模拟。通过试验实测数据对模型进行了验证,对比模型分析结果与试验数据发现两者吻合度很高,并证实了处于潮汐影响区的混凝土是遭受氯离子侵蚀最显 著的部位。     

混凝土材料的孔结构

本文介绍了各国学者对混凝土中孔的分类,以及孔对混凝土材料性质的影响,同时介绍几种目前常用的主要测孔研究方法,包括光学法、汞压力法、等温吸附法和X射线小角度散射等;并提出了改善孔结构的途径。     

碳化对混凝土中氯离子扩散的影响

混凝土与静浆快速碳化0,14,28d后浸泡到3.5% NaCl溶液中650d,测试了混凝土不同深度的自由氯离子、总氯离子含量,计算出混凝土的表观氯离子扩散系数和氯离子结合能力;采用压汞法测试了不同腐蚀制度下静浆表层的孔结构,利用DSC分析了静浆的腐蚀产物.结果表明:混凝土碳化后浸泡到腐蚀溶液中,增加了混凝土中的氯离子含量,提高了混凝土表观氯离子扩散系数,降低了混凝土对氯离子的结合能力;且随碳化时间的增加,变化幅度变大.快速碳化粗化了混凝土的孔结构,其大于30nm的毛细孔数量增加了11%,最可几孔径增加了17nm;降低了混凝土中Friedel'S生成量,以及混凝土对氯离子的化学结合能力.     

石粉含量对再生混凝土氯离子渗透性能的影响

以C60混凝土破碎、筛分成再生骨料配置C30、C40、C50混凝土为试验对象,研究机制砂石粉含量变化对再生混凝土抗氯离子渗透性能影响.研究结果表明,C40、C50混凝土石粉含量在8%左右,C30混凝土石粉含量在12%左右,抗氯离子渗透性能最佳,并从微观角度给出了石粉对不同强度等级再生混凝土抗氯离子渗透性能作用机理.同时,通过对氯离子渗透系数时变规律的研究,给出了C30~C50再生混凝土氯离子渗透系数的拟合公式.     

氯离子对混凝土结构的侵蚀作用研究

针对造成混凝土结构耐久性降低的主要因素，对氯离子的侵蚀机理、在混凝土中的扩散机理，以及混凝土中氯离子含量的临界值等关键技术问题进行分析探讨研究，为进一步的理论研究和工程质量控制提供了参考和依据。     

广州地区城市地下混凝土结构临界氯离子含量研究

主要针对广州地下混凝土结构侵蚀环境特点,进行氯离子侵蚀的快速腐蚀模拟实验.实验研究表明:较小的水与灰质量比和适量粉煤灰的掺入增加混凝土氯离子吸附能力,较大的保护层厚度、较小的水与灰质量比和掺粉煤灰降低混凝土的电流强度和延长电流稳定时间.同时微观结构分析显示氯盐腐蚀造成钢筋表层混凝土膨胀,结构出现膨胀劣化.通过氯离子侵蚀下锈蚀模拟实验与工程调查验证分析,推荐广州地区城市地下混凝土结构受氯离子侵蚀钢筋表面临界氯离子含量为0.04％～0.05％(质量分数),该值考虑混凝土对氯离子的结合及吸附的影响,为地区地下混凝土结构氯离子侵蚀寿命预测提供了参考.     

高地温对混凝土氯离子渗透性能影响分析

混凝土的抗氯离子渗透性是混凝土耐久性的一个重要指标,影响到引水隧洞等工程的使用寿命。为获得高地温对混凝土氯离子扩散的影响规律,在电通量法获得不同养护温度条件下,混凝土的抗氯离子渗透实验结果的基础上,采用非线性氯离子吸附模型与温度耦合的数值计算方法,分析了不同温度梯度条件下混凝土氯离子扩散规律。结果表明:20～60℃混凝土抗氯离子渗透性能随温度升高而增强; 60～90℃抗氯离子渗透性能随温度升高而迅速降低;随时间的推移自由氯离子在混凝土中呈非线性扩散且深度不断增大,直至穿透混凝土。因此,进行氯离子在混凝土中的扩散分布研究,可以客观地预测混凝土的服役寿命。     

掺矿渣活性粉末混凝土的抗氯离子渗透性研究

以活性粉末混凝土的基本配制原理为基础，掺入矿渣作为新的活性组份，配制出新型的具有超高性能的水泥基材料．抗氯离子渗透实验显示，该混凝土材料的结构非常致密，抗氯离子渗透性能远远大于其他品种的水泥基材料．硅粉对材料的抗氯离子渗透性能起主要的促进作用．掺入钢纤维和使用标准砂都有助于提高材料的抗渗性．通过X射线衍射、压汞实验以及扫描电子显微镜（SEM）等微观结构分析和研究，证实了以上观点．     

基于孔结构模型的混凝土干缩变形理论分析

根据混凝土多孔材料的特性,基于孔结构模型的假设,依据毛细管张力理论,初步完成了混凝土早龄期干缩变形的理论分析,并综合考虑了水灰比、环境和养护等多方面因素的影响。同时,采用三维有限元和有限差分的方法,基于混凝土内部湿度场分布的计算,建立了相关的计算模型,并通过与其他学者的实验结果的对比分析,来验证该模型的正确性。     

再生混凝土氯离子渗透性能测试与分析

氯离子渗透是造成混凝土结构钢筋锈蚀的主要因素.文章利用RCM法,对再生混凝土的抗氯离子渗透性进行了研究,分析了再生骨料、砂率以及水灰比对再生混凝土氯离子渗透性的影响,发现再生混凝土的抗氯离子渗透能力比普通混凝土要差,并且随着水灰比的减小而增强.     

粉煤灰掺量对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响

再生骨料与普通骨料相比,由于孔隙率大、吸水率高及堆积密度小,直接采用再生骨料配制的混凝土耐久性差。文章采用RCM法和电通量法2种试验方法,研究了粉煤灰掺量对再生混凝土抗氯离子渗透性的影响,结果表明,适当的粉煤灰掺量有利于混凝土抗氯离子渗透性的改善,混凝土抗氯离子渗透性能随水灰比的减小而提高。     

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。     

NERNST-EINSTEIN方程在混凝土氯离子扩散系数分析中的应用

混凝土中侵蚀性离子的扩散对混凝土耐久性有很大的影响,因此,扩散系数或侵蚀性离子扩散系数是评估耐久性或预测混凝土结构寿命期最重要的参数之一。本文介绍了利用NERNST-EINSTEIN方程分析混凝土氯离子扩散系数。     

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.     

荷载作用下双掺粉煤灰和石灰粉再生混凝土抗氯离子渗透性能的试验研究

采用ASTM C1202法研究了荷载作用下双掺粉煤灰和石灰粉再生混凝土抗氯离子渗透性能。试验结果表明：再生混凝土抗氯离子渗透能力随着石灰粉取代粉煤灰率的增加是先增强后减弱,当石灰粉等量取代粉煤灰率为20%时,再生混凝土的抗氯离子渗透性能最好;双掺粉煤灰和石灰粉再生混凝土抗氯离子渗透性能随着施加荷载的增大是先增强后减弱,当施加的荷载水平为50%时,双掺粉煤灰和石灰粉再生混凝土的抗氯离子渗透性能最佳。     

新老混凝土界面区氯离子传输特征与模型

为研究新老混凝土界面区氯离子传输的特征及模型,制作了不同水灰比搭配、不同界面凿毛深度的新老混凝土接合体试件,进行为期90 d的氯盐溶液干湿循环侵蚀试验.然后对各试件不同位置处的氯离子浓度进行测试,据此分析界面区氯离子传输特征,并结合相关文献中本体混凝土氯离子传输模型建立界面区氯离子传输模型.结果表明：界面区氯离子浓度明显高于两侧新老混凝土本体区域,氯离子传输存在典型的界面区效应;当新老混凝土水灰比相同且界面未凿毛时,界面区呈现出良好的对称性;而当水灰比不同或(和)界面凿毛时,界面区呈现出非对称性,界面区重心偏向水灰比较高的老混凝土一侧,且水灰比差距越大或(和)凿毛深度越大,界面区向老混凝土一侧的偏移也越多,同时界面区效应水平也越弱.通过与其他试验结果的对比,验证了界面区氯离子传输模型具有较好的适用性.     

化学外加剂对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

通过测定分别掺有引气剂、早强剂和膨胀剂的混凝土试件的氯离子渗透电量和扩散系数,研究了化学外加剂对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,膨胀剂的掺入改善了混凝土的抗氯离子渗透性能,且在试验范围内掺量越大,效果越好。适当掺量的引气剂和早强剂也能在一定程度上提高混凝土的抗氯离子渗透性能,但效果不如膨胀剂明显。     

矿物掺和料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

本文根据跨海大桥的设计要求,重点研究了各种矿物掺和料掺量与配伍对海工混凝土抗氯离子渗透性能的影响,发现双掺粉煤灰和矿渣或三元复掺粉煤灰-矿渣-硅灰能显著提高海工混凝土的抗氯离子渗透性能,高钙粉煤灰海工混凝土抗氯离子渗透性能的改善作用比低钙粉煤灰强。