硅粉混凝土氯离子扩散系数的试验研究

利用电加速测试方法系统探究了水胶比、硅粉掺量、骨料含量和龄期对混凝土氯离子扩散系数的影响。研究发现:在影响氯离子扩散系数的影响因素中,硅粉掺量和水胶比的影响最大,且会随着硅粉的掺入和水胶比的减小而大幅减小;从硅粉掺量对氯离子扩散系数的递减率看,硅粉的适宜掺量可达15%;氯离子扩散系数随骨料含量的增加而出现线性减小的趋势;硅粉混凝土氯离子扩散系数随龄期的递减效应主要出现在120 d内。

成型方式对RCM法氯离子扩散系数的影响

为降低标准试模对水泥混凝土抗氯离子渗透试验方法(RCM法)氯离子扩散系数的影响,更有效、真实地反映工程实体耐久性,确保混凝土质量及其耐久性在整个结构服役期内的性能,本文基于不同成型方式对比试验,推荐使用水泥混凝土立方体试模(150 mm×150 mm×150 mm)成型抗氯离子扩散系数试件,以降低成型方式对RCM法氯离子扩散系数的影响。

基于非球形颗粒水化堆积的水泥浆氯离子扩散系数预测

为深入研究水泥浆体中氯离子的扩散性能,更好地考虑水泥颗粒形状特征带来的影响,建立了基于非球形颗粒水化堆积的水泥浆水化模型,通过第三方试验充分验证其可靠性后,明确了长细比对水化度和孔结构特征的影响;将First-passage理论应用于所建立的水泥浆水化模型,提出了综合考虑内、外水化层和未水化层扩散特性的布朗运动算法,并通过对比氯离子扩散试验数据对其可靠性进行了验证;利用建立的布朗运动算法分析了长细比对水泥浆氯离子扩散系数的影响.结果表明,本文建立的分析水泥颗粒形状对氯离子扩散系数影响的新方法,可为混凝土耐久性设计提供参考.

水泥胶砂氯离子扩散系数检测方法国标与行标的区别及操作要点

抗海水腐蚀水泥作为海洋工程最重要的材料之一,其性能直接决定海洋工程质量的好坏。在造成海洋工程或氯盐环境混凝土结构耐久性不足的诸多因素中,钢筋锈蚀是最主要的因素,而造成锈蚀强弱取决于氯离子扩散系数的高低。本文分析了水泥胶砂氯离子扩散系数检测方法两项标准的区别以及操作上容易遇到的问题,以便相关实验员借鉴与学习,做到统一手法,最大程度上实现水泥胶砂氯离子扩散系数检测结果的统一性和溯源性,提高结果的可靠性和准确性。

混凝土电通量和氯离子扩散系数的若干问题研究

采用ASTMC1202及氯离子扩散系数快速测定法(RCM法)研究了不同因素对混凝土电通量和氯离子扩散系数的影响规律,探讨了二者之间的相关性。结果表明,当水灰比、单位立方米水泥用量以及矿渣粉掺量变化时,混凝土的电通量和氯离子扩散系数之间具有较好的相关性;当含气量和粉煤灰掺量变化时,二者之间的相关性较差。

全珊瑚海水混凝土的表面自由氯离子浓度和表观氯离子扩散系数

采用不同种类水泥制备出不同强度等级的全珊瑚海水混凝土(CSC),研究其在海水浸泡环境下不同暴露时间的自由氯离子含量的分布规律,计算了CSC的表面自由氯离子含量和表观氯离子扩散系数,并探讨了暴露时间对这2个参数的影响规律.结果表明:在相同的暴露时间下,碱式硫酸镁水泥的抗Cl^-扩散渗透能力优于普通硅酸盐水泥;CSC的表面自由氯离子含量随着暴露时间的延长而呈指数型增加,且增长速率远低于普通混凝土;CSC的表观氯离子扩散系数随着暴露时间的延长而呈幂函数型递减.因此,对于实际海洋环境下的CSC结构,建议采用碱式硫酸镁水泥,从而有利于提高抗Cl^-扩散渗透能力,减缓Cl^-的侵入速度,以达到延长结构服役寿命的目的.

碳化程度对混凝土中氯离子扩散系数的影响

为研究碳化程度对混凝土中氯离子扩散系数的影响,通过室内混凝土快速碳化试验获得不同碳化程度的混凝土试块,再结合氯离子快速渗透试验,计算各混凝土试块的氯离子扩散系数.试验结果表明:完全碳化试件与部分碳化试件的氯离子扩散系数未见明显差别;而完全未碳化试件的氯离子扩散系数最大,与已碳化试件有明显差距.混凝土的碳化会降低氯离子的扩散系数;碳化使混凝土的孔隙率降低、密实度提高,一定程度上阻止了氯离子向混凝土内部扩散,完全碳化试件的氯离子扩散系数约为未碳化试件的1/2左右.利用pH计对部分碳化试件进行了测试,结果表明方法可行.

矿物掺合料混凝土早期氯离子扩散系数的试验

目的研究掺不同矿物掺合料及Na2SO4混凝土的Cl-扩散系数变化规律,分析其对混凝土早期孔结构的影响.方法试件在标准养护条件下养护3 d、7 d、14 d、21 d,采用饱盐混凝土电导率(NEL)法测试混凝土氯离子扩散系数.结果粉煤灰、矿粉混凝土早期的Cl-扩散系数随掺量的增加而增加;粉煤灰与掺Na2SO4粉煤灰混凝土的Cl-扩散系数差值随粉煤灰掺量的增加而增加;矿粉与掺Na2SO4矿粉混凝土的Cl-扩散系数差值在3 d、7 d随矿粉掺量的增加而增加,14 d、28 d差值接近于零;粉煤灰与矿粉混凝土的Cl-扩散系数的差值随掺量增加而增加;掺Na2SO4的粉煤灰与矿粉混凝土的Cl-扩散系数差值在3 d、7 d随掺量的增加而增加,14 d、28 d随掺量增加无明显变化.结论掺合料的早期活性低于水泥,且粉煤灰低于矿粉;硫酸钠可激发掺合料的活性,但3 d、7 d矿粉混凝土的孔结构比粉煤灰密实,14 d、21 d基本相同,硫酸钠在14 d、21 d时激发作用已完成.

粉煤灰和矿渣对表观氯离子扩散系数的影响

采用自然扩散法测定了普通混凝土、粉煤灰混凝土和矿渣混凝土在高浓度的氯盐介质中浸泡180 d后的自由氯离子浓度分布,定量探讨了粉煤灰和矿渣掺量对混凝土氯离子扩散系数的影响规律。结果表明:混凝土的氯离子扩散行为能较好地符合Fick第二扩散定律,而且粉煤灰、矿渣混凝土的表观氯离子扩散系数较普通混凝土要小。进一步分析发现,混凝土的表观氯离子扩散系数与粉煤灰、矿渣的掺量之间符合一元二次多项式关系。

试验方法及碳化对混凝土氯离子扩散系数的影响

为了研究现场氯离子扩散系数测试方法 Permit法的可靠性及碳化的影响,对比分析了自然浸泡法、RCM法和Permit法对强度为35～80 MPa混凝土的氯离子扩散系数测试结果的影响规律及碳化对3种方法的影响.分析结果表明:3种方法测试结果的变化规律基本相似,其中Permit法测得的氯离子扩散系数最低,且与RCM法规律更相似.对强度60 MPa以上双掺矿物掺合料或70 MPa以上高强混凝土,不宜采用RCM法和Permit法.碳化减少了自然浸泡时混凝土表面氯离子的富集,表层自由氯离子含量显著降低,计算得到的表观氯离子扩散系数却有所增加,但采用RCM法和Permit法的碳化后混凝土的氯离子扩散系数均显著降低.

粉煤灰、矿粉混凝土氯离子扩散系数试验研究

研究了粉煤灰、矿粉混凝土和硫酸钠粉煤灰、硫酸钠矿粉混凝土的氯离子扩散系数。参照NEL法测试混凝土的氯离子扩散系数,表明粉煤灰混凝土、矿粉混凝土和硫酸钠粉煤灰混凝土、硫酸钠矿粉混凝土,随着粉煤灰、矿粉掺量的增加混凝土的氯离子扩散系数降低。28 d时硫酸钠混凝土氯离子扩散系数低于相应不加硫酸钠的混凝土,60-90 d时高于相应不加硫酸钠的混凝土。相同龄期矿粉混凝土、硫酸钠矿粉混凝土氯离子扩散系数低于粉煤灰混凝土、硫酸钠粉煤灰混凝土。粉煤灰和矿粉都能改善混凝土内部结构密实性。矿粉混凝土的抗渗性好于粉煤灰混凝土。硫酸钠对粉煤灰、矿粉混凝土60-90d耐久性不利。

硅灰混凝土表观氯离子扩散系数影响因素的研究

通过自然扩散法测定了硅灰混凝土在高浓度氯盐介质中浸泡不同时间后自由氯离子的浓度分布,研究了硅灰混凝土表观氯离子扩散系数与硅灰掺量、养护时间、暴露时间以及溶液种类的关系。结果表明:掺加适量的硅灰可以有效减小混凝土表观氯离子扩散系数;增加养护时间将降低硅灰混凝土表观氯离子扩散系数;硅灰混凝土的表观氯离子扩散系数在3种溶液中的大小顺序为:3.5%Na Cl+5%Mg SO4溶液>3.5%Na Cl溶液>青海盐湖卤水。

海洋环境下混凝土自由氯离子扩散系数试验

采用自然扩散法研究了普通混凝土、粉煤灰混凝土和矿渣混凝土在模拟海水环境中的氯离子扩散特性,探讨了养护龄期、暴露时间及矿物掺合料掺量对混凝土自由氯离子扩散系数的影响。结果表明:混凝土的自由氯离子扩散系数随着暴露时间的延长呈幂指数降低,而且其时间依赖性与养护时间及矿物掺合料掺量有关;当养护龄期达到730d、粉煤灰和矿渣掺量(质量分数)分别达到30%和45%时,混凝土的自由氯离子扩散系数随暴露时间的降低速度最快;延长养护龄期及掺加粉煤灰和矿渣,对于降低混凝土的长期自由氯离子扩散系数具有重要的作用。

混凝土氯离子扩散系数预测的两步解析法

针对现有混凝土氯离子扩散理论模型的不足,提出了混凝土氯离子扩散系数预测的两步解析法.将混凝土看成一种是由骨料、水泥石基体和界面组成的三相复合材料,基于非均匀界面模型,估算出水泥石基体和界面的水灰比、水化度和氯离子扩散系数,然后根据微分有效介质方法,提出了混凝土氯离子扩散系数的简单解析解.做了一组混凝土氯离子扩散试验,通过与试验结果比较初步证实了所提出的两步解析法的有效性.最后通过敏感性分析量化了影响混凝土氯离子扩散系数的两个主要因素,结果表明:随着水灰比增大或骨料体积分数减小,混凝土氯离子扩散系数增大.

混凝土氯离子扩散系数时变性规律与计算模型适用性分析

通过自然渗透试验直观展现了氯离子在混凝土中的扩散过程,研究了试验过程中氯离子扩散系数的计算模型.结果表明:氯离子向混凝土内部扩散是物理化学综合作用的复杂过程,其扩散系数是与时间相关的函数,衰减系数与胶凝材料种类、水胶比和暴露环境有关;由模型Ⅱ得出,养护时间与浸泡时间对计算混凝土短期浸泡试验氯离子扩散系数的影响不能忽略,而对长期浸泡试验,即当浸泡时间远大于养护时间时,其影响可以忽略.

考虑骨料形状时混凝土氯离子扩散系数预测的数值方法

分析骨料形状对混凝土氯离子扩散系数的影响,提出考虑骨料形状时混凝土氯离子扩散系数预测的数值方法。结合计算机模拟技术和蒙特卡洛数值积分算法,获得了八边形骨料混凝土界面面积百分数,通过与2组实验结果比较,证实了该预测方法的有效性。

基于孔隙结构预测水泥基体的氯离子扩散系数

采用多尺度分形模型构建水泥基体的孔隙结构,在此基础上结合Maxwell公式,计算并预测了采用不同胶凝材料体系配制的水泥基体氯离子扩散系数.进一步采用压汞法(MIP)测试孔隙的结构参数,借助氯离子电迁移法(RCM)验证了所建立的氯离子扩散系数预测方法的有效性.该预测方法可广泛适用于采用不同胶凝材料体系配制的水泥基体氯离子扩散系数计算,为准确预测混凝土中的氯离子传输扩散过程提供了新的途径.

矿物掺合料对混凝土氯离子扩散系数影响的试验研究

通过NEL法测定混凝土氯离子扩散系数,定量评价了水胶比、骨料体积分数、粉煤灰、矿渣和硅粉对混凝土氯离子扩散系数的影响。试验结果表明,混凝土氯离子扩散系数随着水胶比的增大而增大,但随着骨料体积百分数的增大而减小。在混凝土中掺入粉煤灰、矿渣和硅粉都可以显著减小混凝土氯离子扩散系数,硅粉效果最好。对于粉煤灰和矿渣,掺量为10%时减小率最大,而对于硅粉,掺量为5%时减小率最大。

混凝土电阻率与氯离子扩散系数间的相关性试验

开展矿物掺合料混凝土的电阻率测定、抗氯离子渗透和立方体抗压强度试验,以分析研究电阻率和氯离子扩散系数随龄期的变化规律,混凝土电阻率和氯离子扩散系数间的相关关系.试验结果表明:混凝土电阻率随龄期的增长而增加,氯离子扩散系数随龄期的增长而下降,矿物掺合料双掺效果优于单掺.氯离子扩散系数随电阻率的增大而下降,两者之间呈良好的倒数回归关系.

不同水灰质量比混凝土早期受冻氯离子扩散系数实验

目的分析混凝土早期结构受冻损伤机理,解决混凝土耐久性问题.方法水灰质量比分别为0.38、0.44、0.50的混凝土试件在标准条件下养护到1～5 d,-5℃、-20℃冻7 d,即时恢复标准养护累计28 d后,采用NEL法测试混凝土饱盐电导率,计算Cl-扩散系数.同时测试试件强度.结果 -20℃早期受冻后的Cl-扩散系数比-5℃早期冻的Cl-扩散系数后要小.-20℃早期冻后恢复标养的Cl-扩散系数比标养28 d的Cl-扩散系数小,-5℃冻后恢复标养的Cl-扩散系数比同条件-20℃的Cl-扩散系数小;-5℃冻后恢复标养的强度比同条件-20℃的强度大.早期受冻后恢复标养,水灰质量比为0.50的混凝土在预养3 d时出现峰值,而水灰质量比为0.38的混凝土在预养3 d时出现低谷.混凝土冻后恢复强度随预养护龄期增长而增大,在预养2～4 d强度增长平缓.结论水灰质量比大、-20℃混凝土早期受冻损伤是以结冰冻胀破坏为主的,水灰质量比小、-5℃混凝土早期受冻损伤是以迁移干燥破坏为主的.混凝土预养3 d对应的结构应是混凝土抗冻临界结构.