Na^+和SO_4^(2-)对混凝土Cl-扩散系数的影响

采用Cl-扩散系数法测试混凝土试件不同龄期的Cl-扩散系数以及经过冻融循环后的Cl-扩散系数变化情况。研究不同掺量的Na+和SO42-对混凝土内部结构和抗冻性能存在的影响以及影响程度,以保证混凝土的耐久性。表明随着Na+量增加,混凝土的Cl-扩散系数提高,冻融循环后混凝土Cl-扩散系数差值降低;随着SO42-量增加,混凝土的Cl-扩散系数降低,冻融循环后混凝土Cl-扩散系数差值提高。Na+对混凝土抗渗性不利,对混凝土抗冻性有利;SO42-对混凝土抗渗性有利,对混凝土抗冻性不利。

掺合料、早强剂对冻融混凝土Cl^-扩散系数的影响

目的研究粉煤灰、矿粉、掺硫酸钠粉煤灰、掺硫酸钠矿粉混凝土冻融循环后Cl-扩散系数,解决混凝土冻融循环后的内部结构损伤问题.方法采用慢冻法冻融、NEL法测试冻融循环后混凝土Cl-扩散系数.结果掺入粉煤灰的质量分数低于30%时,掺入矿粉的质量分数低于40%时,经100次冻融循环后混凝土Cl-扩散系数均低于基准混凝土.经冻融循环后,掺硫酸钠矿物掺合料的混凝土在一定的矿物掺合料掺量范围内,混凝土Cl-扩散系数低于基准混凝土.经冻融循环后,掺硫酸钠矿物掺合料的混凝土Cl-扩散系数高于未掺硫酸钠的矿物掺合料混凝土.结论掺粉煤灰混凝土、掺矿粉混凝土的抗冻性好坏取决于矿物掺合料掺量范围.掺硫酸钠粉煤灰混凝土、掺硫酸钠矿粉混凝土,在一定矿物掺合料的掺量范围内,混凝土抗冻性好于基准混凝土.但是硫酸钠的加入使得混凝土抗冻性比未掺硫酸钠混凝土抗冻性差.

模型再生混凝土氯离子非线性扩散细观仿真

考虑再生混凝土Cl-结合的非线性,对再生混凝土的二维Cl-扩散性进行仿真模拟分析,研究了再生混凝土的Cl-扩散特性.通过变化再生粗骨料取代率、老界面Cl-扩散系数、浸泡时间和老砂浆厚度等相关参数,对再生混凝土的Cl-单向扩散性能进行了对比分析.结果表明:再生混凝土内部Cl-浓度(质量浓度,下同)非均匀分布,Cl-非线性结合对其扩散影响显著,再生混凝土Cl-浓度沿着扩散深度呈波浪式下降,再生粗骨料取代率、浸泡时间和老砂浆厚度等因素的变化对Cl-浓度的影响随着扩散深度的增加而逐渐变大,且在界面过渡区的影响较为明显.

掺合料混凝土干缩开裂的Cl^-扩散系数实验

目的研究不同矿物掺合料及硫酸钠对混凝土干缩开裂的影响,以降低混凝土早期干缩和避免出现早期干缩裂缝.方法根据NEL法采用自制装置,用电导率仪测试不同养护条件下混凝土的电导率,并转化成Cl-扩散系数,利用不同养护条件下扩散系数差值来反映混凝土早期干缩开裂程度.结果粉煤灰、矿粉掺量分别低于10%、20%时,Cl-扩散系数差值低于基准混凝土的差值,且随掺量的增加而增加;粉煤灰混凝土Cl-扩散系数差值在7d前上升趋势较明显;掺入Na2SO4后,Cl-扩散系数差值随龄期的增加而明显增加.结论低掺量矿物掺合料对混凝土的抗干缩开裂有利,且随着掺量的增加而降低,粉煤灰混凝土的干缩开裂主要发生在早期;掺硫酸钠后矿物掺合料对混凝土的抗干缩开裂不利.

海洋和除冰盐条件下混凝土结构的Cl^-扩散行为及耐久性设计

研究了海洋和除冰盐条件下暴露 7～ 18a的混凝土结构Cl-浓度分布规律 ,探讨了混凝土结构的耐久性设计 .结果表明 ,在严酷环境条件下混凝土结构的Cl-扩散行为符合修正的Fick第二扩散定律 。

防水减缩组分在受热条件下对混凝土Cl^(-1)扩散系数的影响

目的研究受热条件下混凝土中掺入硅油、有机硅防水剂及保水剂的Cl-扩散系数变化规律.方法利用电导率仪,试验根据NEL法测试原理,用自制的试验设备,测算出混凝土不同龄期的Cl-扩散系数变化规律.结果受热条件下,混凝土掺入硅油后Cl-扩散系数均高于不掺的;有机硅防水剂掺量小于0.83%和保水剂掺量小于0.01%时,混凝土Cl-扩散系数随掺量增加而降低.有机硅防水剂掺量大于0.83%和保水剂掺量大于0.01%时,混凝土Cl-扩散系数随掺量增加而增大,但3 d的保水剂混凝土Cl-扩散系数变化不明显.结论随着硅油掺量的增加,混凝土的Cl-扩散系数逐渐降低;有机硅防水剂和保水剂都存在最匹配掺量,不同掺量有机硅防水剂和保水剂的混凝土在受热条件下,Cl-扩散系数存在最低值.

一次冻结前后Cl^-扩散系数研究

通过模拟严寒地区混凝土冬期施工时-20℃以下的气候环境,采用Cl-扩散系数表征混凝土遭受冻害后的损伤程度,对不同水胶比的混凝土经历一次冻结后渗透性能进行研究。

模型再生混凝土二维Cl^-扩散细观数值模拟

根据再生混凝土各相介质Cl-扩散率和几何参数建立了数值模型,对模型再生混凝土二维Cl-扩散性进行数值模拟,研究了再生混凝土的Cl-扩散特性.通过变化再生粗骨料取代率、新(老)硬化水泥砂浆扩散率、老硬化水泥砂浆厚度以及界面过渡区(ITZ)扩散率对再生混凝土中Cl-扩散性能进行了对比分析.结果表明:模型再生混凝土内部Cl-浓度非均匀分布,Cl-浓度沿着扩散深度波浪式下降,再生粗骨料取代率、水泥砂浆、ITZ等的变化对Cl-浓度的影响随着扩散深度的增加而逐渐变大,且在ITZ处的影响较为明显.

碱矿渣混凝土氯离子扩散试验研究

采用氯离子非稳态自然扩散试验测试了碱矿渣混凝土的氯离子扩散系数,并与对比水泥混凝土进行比较。研究了水玻璃碱当量与模数对碱矿渣混凝土氯离子扩散系数的影响。结果表明:由于孔结构更好,碱矿渣混凝土氯离子扩散系数较对比水泥混凝土低,具有较好的抗氯离子侵入能力。水玻璃碱当量增加,碱矿渣混凝土氯离子扩散系数有所降低。碱当量一定时,氯离子扩散系数随模数增加,先呈现减小趋势,在模数为1.5左右达到最低值,随后氯离子扩散系数有增加趋势。不同于普通水泥混凝土,当碱当量与模数变化时,混凝土电导率不适合用于评价碱矿渣混凝土的孔结构。

两种冻结机制后Cl^-扩散系数研究

通过采用Cl^-扩散系数增值表征混凝土遭受冻害后的损伤程度,对比分析冻融循环与一次冻结两种冻结机制对混凝土渗透性能的影响。

氯离子环境下混凝土耐久性可靠度评估的Monte-Carlo模拟

建立了混凝土中氯离子随机扩散模型,基于蒙特卡罗法,对氯离子环境下混凝土耐久性的可靠度评估进行了计算机模拟,并对影响耐久性可靠度指标的各因素进行了分析。

环境Cl^-浓度对混凝土渗透性试验的影响

通过三水平三因素的正交试验,研究了不同掺合料制备的9组不同强度等级混凝土在3%~9%NaCl溶液浓度下RCM的试验结果。研究结果表明:在浓度为3%、5%、7%、9%时,混凝土的氯离子扩散系数DRCM随着NaCl溶液浓度的提高而增加,且9组试验结果的正交分析结果基本一致的。

基于恒电流密度的钢筋混凝土加速腐蚀试验研究

针对盐渍土环境中钢筋混凝土易腐蚀的问题,选用182μA/cm 2、364μA/cm 2、546μA/cm 2电流密度进行恒电流加速腐蚀试验。通过极化曲线法(LPR)、Cl-含量分析法、EDS等进行钢筋混凝土腐蚀性研究,建立Copula函数损伤模型与Cl-扩散模型。研究表明:湿盐渍土环境中,钢筋混凝土恒电流加速腐蚀效率由高到低依次为364μA/cm 2、546μA/cm 2、182μA/cm 2;恒电流加速前期(未出现裂纹)Cl-扩散系数为1.115×10-12 m 2/s,后期(出现裂缝)初始裂缝越大,钢筋混凝土损伤越快;182μA/cm 2、364μA/cm 2、546μA/cm 2的钢筋混凝土恒电流加速寿命值依次为700 h、350 h、175 h。

裂纹对混凝土耐久性能影响的试验研究

采用C45、C80混凝土试块,预压使得试块出现裂纹,然后测定劣化试块的氯离子扩散系数,以及加速腐蚀试验测定试块内钢筋锈蚀面积比和锈蚀失重率。经60%~90%极限压力预压后的试块,表面分别产生0.02~0.1 mm微细裂纹和0.1~0.5 mm粗裂纹,测得此混凝土试块氯离子扩散系数增加15%~28%、70%~90%,经历25次3.5%NaCl溶液浸泡4 d转60℃烘箱烘干3 d为一次循环的加速腐蚀试验后,钢筋锈迹率增加50%以上,锈蚀失重率提高到1.6~2.2倍,耐久性能显著降低。掺加钢筋阻锈剂能够降低锈迹率和失重率,但当裂纹较宽时保护效果同样有所降低。

Cl^-环境下水库低涵进口混凝土结构使用寿命研究

以鲁家港水库低涵进口水室为研究对象,利用ANSYS软件建立了水室结构模型,模拟了Cl-在水室结构中的扩散过程,开展了基于钢筋锈蚀破坏的混凝土结构使用寿命预测研究.模拟结果表明,利用ANSYS软件对混凝土结构中的Cl-扩散过程进行模拟,能很好地反映出混凝土结构中不均匀浓度场的分布情况,再结合保护层深度的临界Cl-浓度,就能准确地预测出结构的使用寿命,为其他实际工程处理类似问题时提供参考和指导作用.