混凝土干湿过程及循环制度的研究

将混凝土的干湿循环过程分解为干燥和湿润过程,对其干湿过程中不同深度相对湿度的变化规律、水量蒸发/吸收规律及氯离子对水分传输的影响进行了研究.结果表明:测定混凝土干湿过程中的蒸发/吸水量、相对湿度,可合理制定干湿循环制度,并进行室内试验与现场环境的加速倍率换算;在干湿初期,混凝土失水/吸水速率最大,之后大幅减小;干燥时间决定了混凝土的劣化深度,制定干湿循环制度时宜延长干燥时间,缩短润湿时间;离子的存在不影响混凝土水分的传输方式,但会大大降低其毛细吸附和扩散传输效果.

基于硫酸盐侵蚀的混凝土干湿循环制度研究

设计了四种干湿比(1∶1、3∶1、5∶1、7∶1)和两种干燥方式(烘箱干燥、自然干燥),通过相对抗压强度和相对动弹性模量的变化研究了干湿循环下硫酸盐侵蚀混凝土的力学性能劣化规律,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和压汞仪探究了微观结构的演变过程。结果表明:硫酸盐侵蚀混凝土的力学性能呈现先增加后降低的趋势;烘箱干燥和自然干燥下,混凝土劣化相对较严重的干湿比分别为3∶1和5∶1;混凝土孔隙总体积随龄期的延长不断降低,其中,有害孔(50 nm≤d≤200 nm)的减少是孔隙细化的最主要原因。

咸潮上溯对河口船闸混凝土结构氯离子浸透的影响

由于受咸潮上溯与船闸灌泄水共同影响,在河口船闸内部将形成混掺盐水高频干湿交替的特殊腐蚀环境。该腐蚀环境相较于海洋干湿交替区域的氯盐浓度虽低,但其内水位频繁变化所造成的高频率干湿交替特征显著。针对上述特殊腐蚀环境对船闸混凝土结构中氯离子浸透的影响程度目前尚不清楚。为此,本工作通过开展由于咸潮上溯引起的盐水高频干湿交替环境下船闸混凝土内氯离子浸透试验,研究了不同氯盐浓度、干湿制度、干湿交替频率、暴露时间对混凝土内氯离子浸透深度的影响。结果表明:氯离子浸透深度随着干燥时间的增加呈现先增大后减小的变化趋势;高频率干湿交替、低浓度氯盐环境情况下混凝土内氯离子浸透深度大于低频率干湿交替、高浓度氯盐环境,表明干湿交替频率是影响氯离子入侵混凝土的决定性因素,对混凝土中氯离子浸透的影响效果较环境中氯盐浓度要更大。

青岛滨海环境温湿度作用与混凝土内部温湿度响应

国内外研究人员往往在实验室通过干湿循环试验,研究氯离子在混凝土内部的传输规律。然而,不同研究人员采用的干湿比和干燥温度差异性非常大,导致不同加速制度下的试验结果无法对比,室内加速试验与暴露试验的相关性也没有达成共识。本文通过实测青岛滨海环境温湿度作用和混凝土内部温度和湿度响应,为合理设置室内加速试验制度提供依据。研究发现:浪溅区混凝土内部的温度受潮高、大气温度和太阳辐射的影响变化趋势与大气温度有明显差异,呈现三类典型的变化规律。潮汐区混凝土内部的温度响应具有明显的季节性特征。冬季,高潮位混凝土内部温度低于低潮位混凝土内部温度。其他季节,高潮位混凝土内部温度高于低潮位混凝土内部温度。水下区混凝土内部温度与海水温度基本一致。浪溅区混凝土表层0~10 mm范围以内相对湿度基本维持在95%以上,混凝土表面下25 mm及更深处混凝土基本处于饱和状态。水下区、潮汐区混凝土内部也基本上处于饱和状态。建议室内干湿循环试验干湿比为1:5~5:1。在进行室内加速试验的过程中,不建议将混凝土试块烘干,否则将改变混凝土内部的氯离子传输机理,与实际不符。亟需建立统一的室内加速试验制度,并给出加速系数。