海工混凝土抗凍性與抗氯離子滲透性綜合評價.pdf

1、中高緯度沿海地區(qū)在世界范圍內(nèi)十分廣袤，而這些地區(qū)絕大多數(shù)為經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)與民用建筑數(shù)量極大，同時經(jīng)受海水侵蝕和凍融破壞的環(huán)境作用使該區(qū)域鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性劣化十分突出。
　　 本文針對這一典型的沿海地區(qū)環(huán)境特點，模擬海洋環(huán)境下的混凝土飽含海水或含鹽量高的實際服役狀態(tài)，配制了普通混凝土、粉煤灰混凝土、硅灰混凝土以及磨細礦渣混凝土，同時考慮了水膠比的變化、引氣劑摻量的變化與礦物摻合料摻量的變化幾個不同的混凝土系列組合

2、。本論文圍繞海工混凝土抗凍性—氯離子滲透性的評價方法，通過對不同系列混凝土的海水養(yǎng)護條件下抗壓強度的發(fā)展規(guī)律研究，對模擬海洋環(huán)境的抗海水凍融性能和氯離子滲透性能的實驗方法進行改進，然后進行了系統(tǒng)的抗凍性和氯離子滲透性試驗；在此基礎(chǔ)上，研究了混凝土凍滲性的影響因素，利用電渦流法新的測試手段研究了混凝土早期收縮性能與凍滲性的關(guān)系，利用SEM和MIP等微觀分析手段深入研究了海水腐蝕產(chǎn)物及其形貌和孔結(jié)構(gòu)性能與凍滲性的關(guān)系；最后提出了具有優(yōu)良凍滲

3、性能的海工高性能混凝土發(fā)展方向。本論文的主要研究內(nèi)容與成果如下：
　　 (1)將混凝土成型3d后放入海水中養(yǎng)護并與標準養(yǎng)護同齡期抗壓強度的試驗對比，以抗壓強度值變化來評價海水對混凝土結(jié)構(gòu)性能的影響，其公式如下： SCF(％)=(σS-σ)×100
　　 通過SCF值變化發(fā)現(xiàn)，混凝土成型3d后，放入天然海水中養(yǎng)護至28d齡期能夠保證混凝土強度以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能不下降而且具有較高的海水含量，這也與長期服役海工混凝土中海水含量較

4、高的實際情況相對應。
　　 (2)通過SCF值變化的研究確立了本文的模擬海洋環(huán)境的抗凍性和氯離子滲透性實驗方法。試驗條件為：混凝土成型3d后+28d海水養(yǎng)護，15d更換一次海水，海水溫度控制在(20±2℃)，凍融介質(zhì)和氯離子滲透試驗飽鹽抽真空溶液皆為天然海水，其它試驗方法沿用JTJ270-98《水運工程混凝土試驗規(guī)程》與中國土木工程學會標準CCES01-2004(05修訂版)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南的條文。
　　

5、(3)提出了混凝土抗凍性—抗氯離子滲透綜合性能的評價方法，稱之為：凍滲綜合性能或凍滲性或R值方法。給出了明確的表達公式以及用DF=0.75做為混凝土凍融破壞臨界判定值的意義表達，公式如下：
　　 R=DF/DNEL DF≥75％
　　 R=0.75×N/300×1/DNEL DF＜75％
　　 確定了DF值、DNEL值和R值的范圍，DF值區(qū)間為(0，1]，DNEL值數(shù)量級區(qū)間為[10-7,10-9]，R值區(qū)間為[

6、107,109]，R值的量綱為[s/cm2]。明確了混凝土凍滲綜合性能評價方法的物理意義，即，R值的大小反映的是混凝土“抗”凍融循環(huán)性能和“抗”氯離子滲透性能，R值越大，混凝土的凍滲性越好；R值越小，混凝土的凍滲性越差。
　　 (4)無論是普通混凝土還是摻加粉煤灰、硅灰或磨細礦渣的混凝土以及摻加引氣劑與否，水灰比(水膠比)增大，R值下降；水灰比(水膠比)減小，R值增大。
　　 (5)無論是普通混凝土還是摻加粉煤灰、硅灰以

7、及磨細礦渣的混凝土，當引氣劑摻量在一定范圍內(nèi)增大，混凝土凍滲性明顯提高，但引氣劑摻量過大，混凝土凍滲性提高趨勢變緩。
　　 (6)各種礦物摻合料在一定摻量范圍內(nèi)，摻加硅灰提高混凝土的凍滲綜合性能和抗氯離子滲透性但降低海水抗凍性，10％左右的硅灰摻量使混凝土凍滲性最佳；摻加粉煤灰或磨細礦渣降低混凝土的凍滲綜合性能和海水抗凍性但提高抗氯離子滲透性，30％左右的粉煤灰摻量使混凝土凍滲性最佳，磨細礦渣不存在使混凝土凍滲性最佳的摻量問題。

8、
　　 (7)對于強度等級小于60MPa的混凝土，強度等級與混凝土的凍滲性沒有直接的相關(guān)性；對于強度等級大于60MPa的混凝土，摻加硅灰的混凝土凍滲性有增大趨勢。
　　 (8)電渦流法可以用于混凝土早期，特別是新拌混凝土收縮的測量。用海水拌合與自來水拌合的混凝土早期收縮性能存在明顯的差異，海水拌合的混凝土早期收縮都明顯降低；用海水和自來水拌合的混凝土早期收縮最大值之差(Δε值)大小與反映混凝土凍滲性的R值大小形成反比的關(guān)