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混凝土结构中氯离子加速渗透试验与寿命预测

张武满  
【摘要】: 混凝土结构的耐久性问题日趋严重,以氯离子侵蚀为出发点的混凝土结构的耐久性和寿命预测也成为目前研究的热点。但由于混凝土自身组成特性、化学结合能力、离子间的相互作用、以及混凝土表面形成的双电子层都对氯离子的扩散行为有明显的影响,因此采用Fick定律、Nernst-Planck方程或Nernst-Einstein方程计算所得的渗透系数来描述氯离子在混凝土中的传输和寿命预测是不合适的。 基于现有加速氯离子渗透试验装置存在的缺陷,本研究设计开发了多通道变电压氯离子渗透装置,该装置具有以下优点:(1)较大的阴极室和阳极室容积可以降低温度对试验结果的影响;(2)耐腐蚀的纳米电极;(3)数据自动采集系统,0~60V直流电源和6个测试通道;(4)阴极室与阳极室之间加设试件固定室,使试件与整个测试装置始终处于同一环境下,而且试件的厚度不受限制;(5)该装置可以测量通过试件的电流和溶液中氯离子浓度,并且所测得结果具有很好的可重复性。对水中养护28d的水泥砂浆氯离子渗透性研究表明:水灰比对水泥砂浆的氯离子渗透性影响显著。水灰比越大,水泥砂浆的氯离子渗透性越大;粉煤灰水泥砂浆的氯离子渗透性高于基准水泥砂浆,随着粉煤灰掺量的增加,水泥砂浆的氯离子渗透性明显增大;磨细矿渣等量取代水泥10%、20%和30%时,氯离子渗透性低于基准水泥砂浆,等量取代水泥40%时,氯离子渗透性高于基准水泥砂浆;硅灰的掺入降低了水泥砂浆的氯离子渗透性,硅灰掺量越大,降低的越明显。 相同应力水平作用下混凝土的变形随水灰比的增大而增大;混凝土的变形随粉煤灰掺量的增大而增大,且均大于基准混凝土的变形;矿渣掺量分别为10%、20%和30%时,混凝土的变形随矿渣掺量的增大而减小,且均小于基准混凝土的变形,矿渣掺量为40%时,混凝土的变形明显大于基准混凝土的变形;混凝土的变形随硅灰掺量的增大而减小。 未加载混凝土中,水灰比越大,混凝土氯离子渗透性越高;粉煤灰掺量越


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