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混凝土中临界氯离子浓度压力渗透法研究

赵川  
【摘要】:氯盐侵蚀环境下混凝土中钢筋锈蚀临界氯离子浓度是耐久性研究的重点,是确定结构使用寿命的重要参数。本文结合混凝土在溶液压渗作用下氯离子浓度分布的实验测定及氯离子在混凝土中迁移机制的理论研究,对“快速测定钢筋锈蚀临界氯离子浓度的压力渗透法”的提出进行探索。主要研究成果如下: (1)对氯离子在有压力水头作用时在混凝土中的迁移机理进行理论探索。基于氯离子在混凝土孔隙溶液中的运移机制,建立氯离子迁移模型。分析影响氯离子在混凝土内部累积过程的因素,包括固相结合作用以及毛细吸附作用等。 (2)通过对混凝土抗渗仪的改造,自制压力渗透法快速测定钢筋锈蚀临界氯离子浓度的实验装置。通过混凝土抗渗仪测定0.65水灰比混凝土的渗透系数。通过自制的溶液加压渗透装置进行加压试验并测定不同水灰比及不同孔隙饱和状态下氯离子在混凝土中的浓度分布情况。在较短作用时间(20d)内,氯离子与混凝土固相的化学结合作用较小。在理论模型模拟时可忽略结合项的影响。 (3)根据氯离子在饱水混凝土中的迁移模型,数值模拟氯离子在混凝土内浓度分布情况并与0.65水灰比饱水试件实验数值进行对比。数值模拟结果较好的反映了实验结果。与氯离子在自由扩散作用下的浓度分布结果对比可知,压力渗透法明显提高氯离子在混凝土中的迁移速率。 (4)进一步分析各组试件实验结果发现:相同水灰比、不同孔隙饱和程度混凝土试件,在混凝土内部孔隙为非饱和状态时,毛细作用加快了氯离子在混凝土中的迁移速率。对于相同孔隙饱和程度不同水灰比的混凝土试件,随着水灰比的增加氯离子迁移速度加快。上述成果为“快速测定钢筋锈蚀临界氯离子浓度实验方法”的提出奠定实验和理论基础。


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