对2种测试混凝土抗渗能力用非稳态氯离子迁移系数法的分析

氯离子渗透是钢筋混凝土结构劣化常见的原因之一,有必要研究快速有效的测试混凝土抵抗氯离子渗透能力的方法和评价体系。介绍非稳态氯离子迁移系数法NTB法和RCM法,分析二者之间的差异,通过对比溶液、参数、公式、试验结果,说明这2种测试方法的不同。虽然NTB法和RCM法的试验原理相同,但测试结果并不相同,建议相应的适用评判指标也应不同。

混凝土中氯离子含量及快速氯离子迁移系数对钢筋锈蚀的影响

论述了混凝土中的氯离子含量与钢筋腐蚀电流密度的关系及快速氯离子迁移系数与混凝土水胶比、掺合料用量的关系,并提出了混凝土中氯离子含量和快速氯离子迁移系数对钢筋锈蚀影响的评价模型.

粗骨料对混凝土氯离子扩散影响的模拟与试验

用数值模拟建立了三维随机骨料模型,分析了不同粗骨料形状、含量、粒径以及多粒径组合粗骨料对混凝土氯离子扩散的影响,并结合快速氯离子迁移系数法进行了验证.结果表明:相同体积粗骨料的形状特征参数越小,氯离子扩散受到的阻碍作用越明显;在一定浓度范围内,氯离子扩散系数随着粗骨料含量的增加逐渐减小;当粗骨料体积分数确定时,氯离子扩散系数随着粗骨料粒径的增加而减小;在相同体积分数下,氯离子扩散系数随着多粒径组合粗骨料粒径数的增加而增加.

混凝土抗氯离子渗透能力测试方法的适用性

使用ASTM C1202（混凝土抗氯离子渗透能力）,RCM（快速氯离子迁移）和ACR（交流电阻率）3种抗氯离子渗透能力测试方法,研究了水胶比（质量比）0.22~0.62,空白和掺入矿物掺合料（粉煤灰和硅灰）混凝土的抗氯离子渗透能力.分析了3种方法测试结果的相关性,以及水胶比、矿物掺合料和龄期对混凝土抗压强度和抗氯离子渗透能力的影响.结果表明：3种方法的测试结果具有一定的相关性：ASTM C1202和RCM的测试结果呈分段线性关系,ASTM C1202和ACR的测试结果呈双曲线关系.3种方法均有各自的适用范围,因此,在评价混凝土抗氯离子渗透能力时,应选择适宜的测试方法.掺入粉煤灰可降低早龄期但提高长龄期混凝土的抗氯离子渗透能力;复合掺入粉煤灰和硅灰可提高早龄期混凝土抗氯离子渗透能力,在长龄期其作用效果尤为显著.混凝土抗氯离子渗透能力和抗压强度之间无简单的线性关系.

碱激发矿渣混凝土抗氯离子渗透性及电测试验方法研究

本工作采用交流电阻率法、电通量法和快速氯离子迁移法(RCM)对碱激发矿渣混凝土的抗氯离子渗透性进行评价,并分析其变化机理。同时结合氯盐环境长期暴露试验,以氯离子迁移系数为参考,探讨上述三种电参数测试方法对碱矿渣混凝土的适用性。结果表明:NaOH激发矿渣混凝土较水玻璃激发矿渣混凝土的抗氯离子侵蚀能力强;掺入粉煤灰会增大碱矿渣混凝土孔隙率,削弱其抗氯离子侵蚀能力;交流电阻率法、电通量法和RCM法评价结果之间有较强相关性,且对碱矿渣混凝土都有较好的适用性。

矿物掺合料对海工混凝土抗氯离子渗透性能的影响

耐久性一直是各类混凝土设计的重要指标,矿物掺合料的推广应用,显著改善了混凝土的耐久性能,但氯离子对混凝土的侵蚀现象仍大量存在于沿海地区。本文使用正交设计方法研究矿物掺合料对海工混凝土非稳态氯离子迁移系数的影响,采用快速氯离子迁移系数法(RCM法)测定海工混凝土的非稳态氯离子迁移系数(D_(RCM))。试验结果表明,混凝土中掺加粉煤灰、矿渣粉和硅灰能有效改善海工混凝土的抗氯离子渗透性能,并得出了最佳矿物掺合料组合方案。

混凝土变电压RCM试验的边部效应研究

通过氯离子快速迁移(RCM)试验测试混凝土中氯离子扩散系数时由于存在边部效应,导致混凝土试件与橡胶套相邻部位的氯离子扩散深度明显大于试件中心部分的扩散深度。为此通过对混凝土RCM试验结果的统计分析,系统研究了边部效应及其对氯离子扩散系数测试结果的影响,建立了修正计算式。首先进行74组混凝土试件的变电压RCM试验,并定义试件上各个测点氯离子扩散深度的标准值;然后通过对试验实测结果的统计分析得到试件各个测点上氯离子标准扩散深度的均值及标准差,并据此定量分析边部效应的范围及其对氯离子扩散深度及扩散系数的影响;最后,通过回归分析建立排除边部效应试验结果与传统的不排除或部分排除边部效应试验结果之间的转换关系。研究表明,边部效应对直径100 mm圆柱形混凝土试件的影响范围为试件外边缘至试件内部20 mm深的区域,排除边部效应的影响能够有效减少结果波动性,从而提高RCM试验的准确性。

垃圾渗滤液对混凝土耐久性影响的对比试验研究

针对垃圾渗滤液环境下的混凝土耐久性问题开展研究,通过抗氯离子渗透试验与抗硫酸盐侵蚀试验,对比研究不同养护条件下(标准养护、渗滤液原液、常规地下水样、不同浓度垃圾渗滤液配置液)混凝土试块的快速氯离子迁移系数、电通量及抗压强度的变化规律。结果表明:垃圾渗滤液环境对混凝土耐久性的影响显著,除了常规的氯离子、硫酸根离子外,渗滤液中其余成分(包括金属离子、有机质等)对混凝土耐久性的影响同样不可忽视。上述定量化的测试结果可为垃圾渗滤液侵蚀条件下混凝土腐蚀程度及结构力学特性演化规律提供科学依据。

混凝土渗透性“PERMIT”测试方法探索

为了探寻"PERMIT"离子迁移方法与现行标准推荐方法的关系,对不同胶凝材料体系混凝土分别进行了"PERMIT"离子迁移试验及RCM快速氯离子迁移试验。通过对"PERMIT"阳极室溶液进行定量分析,发现胶凝材料体系变化对阳极室溶液浓度变化率与电导变化率关系影响不显著,进而建立了两者的普适关系。试验结果表明,"PERMIT"离子迁移测试结果与RCM快速氯离子迁移试验结果存在良好的线性相关关系,在此基础上建立了"PER-MIT"离子迁移方法与RCM快速氯离子迁移方法的关系。研究成果可简化结构混凝土抗氯离子渗透性现场测试步骤,并使测试结果与现行标准推荐方法建立定量联系。

纳米SiO_(2)和丁苯胶粉复合改性水泥基材料的强度及抗渗性能

本文研究了单掺丁苯胶粉(SBR)和复掺SBR/纳米SiO_(2)(NS)对水泥基材料抗折强度、抗压强度、吸水率、抗氯离子渗透系数的影响规律,并采用XRD、DSC-TG、FTIR、SEM-EDS、MIP等手段对水泥基材料水化产物和微观结构进行分析,探究单掺SBR和复掺SBR/NS对水泥基材料强度及抗渗性能的影响机理。结果表明,复掺SBR/NS显著改善了由单掺SBR引起的水泥基材料早期强度下降的问题,单掺SBR和复掺SBR/NS均可降低试样的吸水率、吸水速率和非稳态氯离子迁移系数,且复掺效果优于单掺。微观测试表明:单掺SBR可降低Ca(OH)_(2)的含量,减少有害孔和多害孔的数量,增加结构整体性;复掺SBR/NS可进一步降低Ca(OH)_(2)的含量,促进水化反应生成更多C-S-H,提高C-S-H的聚合度,降低最可几孔径,减少少害孔、有害孔和多害孔的数量,降低水化产物的钙硅比,从而增强试样的抗折强度和抗压强度并提高其抗渗性能。

复合胶凝材料体系对海工混凝土抗氯离子渗透性及抗压强度的影响

通过调整胶凝材料中矿物掺合料的种类、掺量,研究了单掺矿粉、粉煤灰及复掺上述两种矿料对海工混凝土抗氯离子渗透性及抗压强度的影响。研究表明,与纯水泥混凝土相比,单掺矿粉、粉煤灰均会降低混凝土7d抗压强度,且强度与掺量成反比关系;单掺矿粉对混凝土28d强度无明显影响,且会增强28d混凝土抗氯离子的渗透性能,掺量达35%后增强效果不明显;混凝土性能对粉煤灰极为敏感,当掺入50%粉煤灰时,28d强度下降37%,氯离子扩散系数为纯水泥混凝土的4.4倍。

抗侵蚀抑制剂对混凝土吸水性能及抗盐结晶性能的影响

本工作系统评价了四种混凝土抗侵蚀抑制剂(Cementaid-KT、ZBH、P400、SBT-TIA)对混凝土吸水性能与失水性能的影响,并筛选出性能最优的抗侵蚀抑制剂进一步研究其对混凝土新拌性能、力学性能、氯离子快速迁移系数与抗硫酸盐半浸泡性能的影响。研究表明:掺入四种混凝土抗侵蚀抑制剂均能显著降低混凝土的吸水性能与失水性能,其中SBT-TIA的效果最优。掺入SBT-TIA混凝土的抗盐结晶破坏能力显著增强,其28 d盐结晶高度为3.5 cm,远小于基准组的11 cm。这是由于掺入SBT-TIA后,试块的吸水速率、失水速率均变慢,盐水很难快速被传输至高位(在灯芯效应下)、且表面挥发放缓,因此表现为盐结晶高度与析出量增长缓慢。掺入SBT-TIA混凝土的各龄期抗压强度出现小幅度降低,3 d、7 d、28 d的降低幅度分别为7.5%、5.9%、9.5%;氯离子快速迁移系数降低,降幅为13.3%~25.7%。水下区逐层磨粉试验证实,SBT-TIA的掺入可有效抑制水分及离子在混凝土内部的传输:相比于基准试块,掺入SBT-TIA混凝土试块的同深度内硫酸根离子含量明显下降,且硫酸根含量降低幅度随侵蚀深度的增加而增大,最大降幅为29.2%。

掺塑料颗粒混凝土的抗渗性能试验研究

将塑料采用等体积替代河砂的方式掺入到混凝土中，塑料的替代率分别是0、5％、10％、15％、20％、30％。在此基础上进行了混凝土抗压试验，抗氯离子渗透试验，以及抗水渗透试验。研究塑料掺量对混凝土抗渗性能的影响，并且进一步研究混凝土的基本力学性能和混凝土抗渗性能的关系。结果表明，抗渗性能会随着塑料替代率的增加，呈现出现先上升后降低的趋势。说明当塑料颗粒替代率较低时，其掺入可以提高混凝土的抗渗性。