海洋混凝土结构表面自由氯离子含量时变规律及对其寿命影响

表面氯离子含量(C_s)是研究海洋环境条件下混凝土结构耐久性和服役寿命的氯离子扩散方程的边界条件,是海洋混凝土结构耐久性分析和定量设计的重要参数。依据国内外大量自然暴露试验与工程实测数据,通过采用Excel、Origin等数据分析软件进行数据统计和回归分析,确定了海洋混凝土结构表面自由氯离子含量(C_(sf))与表面总氯离子含量(C_(st))之间的相互关系,探讨了海洋混凝土结构的C_(sf)时变规律,建立了C_(sf)与暴露时间之间的关系表达式及其取值范围,并运用可靠度理论和修正氯离子扩散理论分析了C_(sf)时变性对海洋混凝土结构寿命的影响。结果表明:C_(sf)与C_(st)线性相关,且C_(sf)随着暴露时间的延长呈指数或者幂函数的增长关系;采用不同的C_(sf)时变性规律,对海洋混凝土结构寿命具有重大的影响。

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—干湿循环作用下风积沙混凝土氯离子传输试验研究

我国西北地区有大量盐湖分布,加之冬季除冰盐的使用,使这种环境下混凝土工程的气液交换区经常受到干湿循环和碳化的双重作用,这部分混凝土比一般环境下的混凝土更容易发生钢筋锈蚀。进行了风积沙混凝土在干湿循环和碳化作用下氯离子侵蚀试验研究,通过分析自由氯离子含量和分布规律、氯离子扩散系数以及时间依赖性与碳化时间的关系,深入研究了风积沙混凝土在碳化和干湿循环作用下氯离子的传输规律。结果表明:碳化作用阻碍了氯离子向内部的迁移速度,且碳化时间越长氯离子扩散系数越小,对混凝土抗氯离子侵蚀起到了积极作用;干湿循环作用前期加速了氯离子侵入,中后期由于形成的盐结晶填充了孔隙,增大了混凝土的密实度,阻碍了氯离子继续向内侵蚀,但结晶应力产生的裂缝却使表层氯离子含量增加。

玄武岩纤维风积沙混凝土抗冻融和氯离子侵蚀能力

为减小氯盐和冻融耦合作用下对混凝土耐久性的影响,将不同掺量的玄武岩纤维(BF)掺入风积沙替代率为20%的混凝土中,在3.5%NaCl溶液中进行冻融循环试验,分析BF掺量和冻融循环次数对自由氯离子含量的影响,计算氯离子扩散系数,并通过SEM佐以分析。结果表明:BF掺量相同时,随冻融循环次数的增加,同一侵蚀深度处的自由氯离子含量也随之增加;冻融循环次数相同时,自由氯离子含量随BF掺量的增加先增后减,且BF掺量为0.1%时,BF-ASC抗氯离子侵蚀性能最好。

PVA纤维混凝土经冻融后抗氯离子侵蚀性能研究

为探索聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土在冻融环境下冻融循环次数对氯离子渗透速率及最佳纤维掺量的影响,通过对冻融循环次数为0～100次以及纤维体积掺量为0～0.2%的PVA纤维混凝土试件进行氯离子侵蚀试验,拟合出冻融次数与氯离子扩散系数之间的关系式。试验结果表明:PVA纤维掺量相同的试件,施加冻融循环次数越多,在相同渗透深度处自由氯离子含量会越高。在冻融循环次数相同时,混凝土试件中自由氯离子含量会因掺入了一定掺量的PVA纤维而减少,且PVA体积纤维掺量为0.1%的试件中,相同渗透深度处自由氯离子含量低于其它掺量的试件。

南海岛礁普通混凝土结构耐久性的调查研究

为了探究热带海洋环境下混凝土结构的耐久性,通过对我国南海岛礁普通混凝土结构的现场调研与测试,研究了普通混凝土的破坏现状、碳化深度、自由氯离子含量（C_f）和总氯离子含量（C_t）,并计算了氯离子结合能力（R）、表面自由氯离子含量（C_s）、表观氯离子扩散系数（D_a）和自由氯离子扩散系数（D_f）。结果表明：在南海岛礁工程中,普通混凝土结构的主要破坏特征为混凝土保护层胀裂、剥落、垮塌、露筋、钢筋锈蚀等;其碳化服役寿命不足25a;海风是加速氯离子扩散渗透的主要因素之一;普通混凝土在南海岛礁环境下的D_a值大于北欧、北美及我国东海等近海环境,大致高1~2个数量级。

水灰比和扩散时间对全浸泡混凝土扩散的影响

为了研究水灰比、全浸泡时间、自由扩散时间对氯离子在混凝土内传输的影响。设计五组不同水灰比的普通混凝土构件,对其进行氯盐浸泡试验,浸泡1、2、4、8周和在浸泡周期基础上全密封再进行自由扩散分别6个月以及12个月后用混凝土打磨机磨粉,采用硝酸银化学滴定法检测构件中的自由氯离子含量,最后利用菲克第二定律拟合表观氯离子扩散系数。试验结果表明:随着扩散时间的延长,自由氯离子含量和扩散系数逐渐降低,全浸泡阶段扩散时间对其影响显著。然而,随着水灰比的增大,自由氯离子含量和扩散系数增大。