混凝土結(jié)構(gòu)中氯離子加速滲透試驗(yàn)與壽命預(yù)測.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題日趨嚴(yán)重，以氯離子侵蝕為出發(fā)點(diǎn)的混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和壽命預(yù)測也成為目前研究的熱點(diǎn)。但由于混凝土自身組成特性、化學(xué)結(jié)合能力、離子間的相互作用、以及混凝土表面形成的雙電子層都對氯離子的擴(kuò)散行為有明顯的影響，因此采用Fick定律、Nernst-Planck方程或Nernst-Einstein方程計(jì)算所得的滲透系數(shù)來描述氯離子在混凝土中的傳輸和壽命預(yù)測是不合適的。
　　基于現(xiàn)有加速氯離子滲透試驗(yàn)裝置存在的缺陷，本研究

2、設(shè)計(jì)開發(fā)了多通道變電壓氯離子滲透裝置，該裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)較大的陰極室和陽極室容積可以降低溫度對試驗(yàn)結(jié)果的影響；(2)耐腐蝕的納米電極；(3)數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)，0～60V直流電源和6個(gè)測試通道；(4)陰極室與陽極室之間加設(shè)試件固定室，使試件與整個(gè)測試裝置始終處于同一環(huán)境下，而且試件的厚度不受限制；(5)該裝置可以測量通過試件的電流和溶液中氯離子濃度，并且所測得結(jié)果具有很好的可重復(fù)性。
　　對水中養(yǎng)護(hù)28d的水泥砂漿氯離子滲透

3、性研究表明：水灰比對水泥砂漿的氯離子滲透性影響顯著。水灰比越大，水泥砂漿的氯離子滲透性越大；粉煤灰水泥砂漿的氯離子滲透性高于基準(zhǔn)水泥砂漿，隨著粉煤灰摻量的增加，水泥砂漿的氯離子滲透性明顯增大；磨細(xì)礦渣等量取代水泥10％、20%和30%時(shí)，氯離子滲透性低于基準(zhǔn)水泥砂漿，等量取代水泥40%時(shí)，氯離子滲透性高于基準(zhǔn)水泥砂漿；硅灰的摻入降低了水泥砂漿的氯離子滲透性，硅灰摻量越大，降低的越明顯。
　　相同應(yīng)力水平作用下混凝土的變形隨水灰比的

4、增大而增大；混凝土的變形隨粉煤灰摻量的增大而增大，且均大于基準(zhǔn)混凝土的變形；礦渣摻量分別為10%、20%和30%時(shí)，混凝土的變形隨礦渣摻量的增大而減小，且均小于基準(zhǔn)混凝土的變形，礦渣摻量為40%時(shí)，混凝土的變形明顯大于基準(zhǔn)混凝土的變形；混凝土的變形隨硅灰摻量的增大而減小。
　　未加載混凝土中，水灰比越大，混凝土氯離子滲透性越高；粉煤灰摻量越大(28d)，混凝土氯離子滲透性越高，123d10%、118d20%、108d30%粉煤灰混

5、凝土的氯離子滲透性低于28d相應(yīng)粉煤灰混凝土及基準(zhǔn)混凝土的氯離子滲透性，94d40%粉煤灰混凝土的氯離子滲透性低于28d相應(yīng)混凝土的滲透性；10%、20%和30%的礦渣混凝土，礦渣摻量越大，混凝土氯離子滲透性越低；礦渣摻量40%時(shí)，混凝土的氯離子滲透性高于基準(zhǔn)混凝土；混凝土中摻入硅灰后可明顯降低其氯離子滲透性。
　　應(yīng)力水平為40%圓柱體極限抗壓強(qiáng)度(cyf)時(shí)，各配比混凝土的氯離子滲透性均比相應(yīng)未加載混凝土高，應(yīng)力水平提高到80

6、%cyf后，混凝土氯離子滲透性均進(jìn)一步增大。
　　在自然滲透和加速滲透試驗(yàn)中，氯離子滲透經(jīng)過一非線性階段后，陽極溶液中氯離子濃度隨時(shí)間的延長呈線性增加。氯離子摩爾濃度的負(fù)對數(shù)與其濃度電位呈線性關(guān)系，氯離子滲透的驅(qū)動力為其濃度電位差；利用加速電壓-氯離子達(dá)到臨界濃度所需時(shí)間的加速方程，預(yù)測10mm混凝土的壽命為11.89～12.45年，與自然滲透試驗(yàn)中實(shí)測值12.17年的偏差為2.31%～-2.32%。在19.9V外加直流電壓下，建

7、立25mm、20mm、15mm和10mm試件的厚度-氯離子達(dá)到臨界濃度所需時(shí)間的加速方程，預(yù)測19.9V加速電壓下35mm試件的氯離子達(dá)到臨界濃度所需時(shí)間為6916.0h，與實(shí)測值6789.8h的偏差為1.86%；在19.9V、12.9V、6.0V、4.9V和2.3V外加電壓下，建立25mm、20mm、15mm和10mm試件厚度-氯離子達(dá)到臨界濃度所需時(shí)間的加速方程，預(yù)測給定試件在各加速電壓下氯離子達(dá)到臨界濃度所需時(shí)間，再依據(jù)給定試件的