钢筋-煤系偏高岭土水泥砂浆抗氯盐-硫酸盐侵蚀性能

用电化学试验、抗折强度测试、压汞试验、X射线衍射等研究了氯盐-硫酸盐侵蚀下煤系偏高岭土(CMK)对水泥砂浆及其内部钢筋耐侵蚀性能的影响.结果表明:CMK水泥砂浆保护层能够降低钢筋的锈蚀程度和锈蚀速率,推迟钢筋发生点蚀破坏的时间,提高钢筋的耐锈蚀性能;CMK的掺入减小了氯盐-硫酸盐侵蚀下水泥砂浆的膨胀率及其抗折强度损失;CMK能够细化水泥砂浆的孔隙结构,抑制水泥净浆在氯盐-硫酸盐侵蚀过程中石膏、钙矾石等侵蚀产物的生成.

氯盐与硫酸盐复合侵蚀下钢筋混凝土锈裂行为

为评估海洋、盐湖等环境中钢筋混凝土结构耐久性,通过试验与理论相结合探究氯盐与硫酸盐复合侵蚀下钢筋混凝土锈裂特性。通电腐蚀5%(质量分数)NaCl、5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4)溶液中钢筋混凝土试件,对比分析混凝土表观形貌、钢筋锈蚀特征。设计伴随的混凝土腐蚀试验,类比保护层腐蚀劣化,分析混凝土力学性能。结果表明:硫酸盐的存在改变胀裂前混凝土形貌,使得单一氯盐侵蚀下的“白须”消失,表面粉化并出现盐结晶,延长胀裂时间;复合侵蚀下钢筋锈蚀率低于单一氯盐侵蚀,二者均显著低于法拉第定律理论值;锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率线性相关,硫酸盐的存在增大裂缝随钢筋锈蚀发展的速率;通电环境中,受腐蚀混凝土的抗压强度先升高后降低,劈裂抗拉强度不断降低。提出受腐蚀混凝土的抗拉强度演化经验公式。在经典锈胀模型的基础上考虑锈蚀产物对裂缝的填充作用,并将硫酸盐的影响考虑至混凝土抗拉强度、钢筋腐蚀电流密度中,建立复合侵蚀下钢筋混凝土胀裂时间预测模型,并验证了模型的有效性。

碳纳米管水泥基材料中氯盐-硫酸盐耦合侵蚀研究

为了研究在氯盐-硫酸盐耦合侵蚀下,碳纳米管(CNTs)对水泥基材料的抗氯离子、硫酸根离子的侵蚀性,以及氯离子-硫酸根离子竞争效应的影响规律,将0.1%的CNTs掺入水泥中制备CNTs净浆试块,开展了单一氯离子、单一硫酸根离子及复合氯离子-硫酸根离子3种不同盐环境下的离子二维自然扩散试验,通过压汞测试分析了CNTs水泥基材料在不同盐环境下孔结构特征的变化。结果表明:CNTs的掺入能提高水泥基材料的抗氯盐侵蚀性能和抗硫酸盐侵蚀性能,在氯盐-硫酸盐耦合侵蚀的作用下,掺入CNTs能增大氯离子和硫酸根离子的竞争效应,与单一离子侵蚀相比,耦合侵蚀作用下的硫酸根离子在扩散深度14 mm处含量降低了39.31%,氯离子含量降低了24.24%。压汞测试结果表明掺入CNTs能使孔隙率减低10.28%~17.62%,细化了水泥基体内部孔径,减少连通孔,有效提高了水泥基材料的密实度。

基于膨胀历程的水泥基材料硫酸盐-氯盐复合侵蚀的等效加速评价

基于长期浸泡与干湿循环制度下膨胀历程的相似性,对水泥基材料在硫酸盐-氯盐复合侵蚀下的等效加速评价进行了研究。结果表明,干湿循环制度宜作为评价硫酸盐-氯盐复合侵蚀下的加速评价方法;干湿循环的加速作用随着试件水灰比的增大而增强,且砂浆试件中的加速作用相对较弱;复合盐溶液中氯盐的存在削弱了干湿循环对硫酸盐侵蚀的加速作用,其削弱程度与试件的水灰比、试件的类型有关,其中试件类型的影响更为显著。

硫酸盐影响下氯盐侵蚀钢筋的电化学及微观研究

针对氯盐与硫酸盐耦合环境下的钢筋混凝土腐蚀问题,以水泥净浆层代替混凝土保护层,设计制作了系列水泥净浆-钢筋试件,开展了单一氯盐及氯盐-硫酸盐复合溶液中各试件的Tafel极化、电化学阻抗谱(EIS)及微观形貌测试,分析了开路电位、腐蚀电流密度、双电层电容和弥散指数等电化学参数随腐蚀时间的变化规律,并评估了硫酸盐含量对氯盐环境下钢筋腐蚀进程及腐蚀程度的影响。结果表明,连续不间断的电化学测试及相应的参数拟合能准确表征钢筋的腐蚀动力学过程,且Tafel极化曲线法与EIS所得结论一致;硫酸根离子会造成混凝土保护层膨胀开裂,加快氯离子在混凝土中的传输速率,从而在加快钢筋混凝土腐蚀进程的同时也加剧了混凝土内钢筋的腐蚀程度。

硫酸盐-氯盐侵蚀下混凝土的渗透性能研究

随着我国经济的快速发展,海洋混凝土结构长期安全地使用成为工程界关注的重点。在复杂的现实条件下,硫酸盐及氯盐侵蚀已经成为混凝土耐久性失效的主要原因之一,因此研究混凝土在侵蚀作用下的渗透性能是非常有意义的,本文系统研究了硫酸盐-氯盐侵蚀混凝土的渗透性能,主要研究成果如下:在侵蚀不同的时刻,分别对混凝土同一深度下的氯离子及硫酸根离子质量百分比进行测定,得到了混凝土中侵蚀离子的扩散规律,给出了硫酸根离子、氯离子侵蚀规律与腐蚀作用时间的相互关系。