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水分和氯离子在混凝土中传输的试验研究

马红  
【摘要】:在当下钢筋混凝土盛行的时代,混凝土耐久性问题是迫切要解决的问题,而耐久性劣化反应又大多源自于水分运动及氯盐的侵蚀,因此有必要对这一基础性问题进行更为深入系统的研究。本文依托“基于介质传输的钢筋混凝土结构可持续服役性能基础研究(51420105015)”项目,以水分和氯离子在混凝土内的侵蚀机理为研究中心,主要研究内容如下:(1)针对混凝土中水分和氯离子以扩散和毛细吸收为主要传输方式的传输机理,采用不同饱和度和水灰比混凝土试件进行氯离子的毛细吸收和纯扩散试验。得到不同初始饱和度和水灰比的毛细吸收曲线和氯离子浓度随侵入深度的变化曲线,根据毛细吸收系数公式及菲克第二定律公式,分别求得毛细吸收系数和扩散系数。试验结果表明,非饱和混凝土中水分和氯离子传输主要以毛细吸收为主,毛细吸收系数与饱和度、水灰比均呈线性关系,但与饱和度呈正相关,与水灰比呈负相关;饱和混凝土主要以扩散为主,扩散系数随水灰比和扩散时间变化显著但无明显线性关系。(2)采用0.2和0.5水灰比混凝土试件分别在不同埋置深度预埋温湿度传感器,分别监测试件在干燥和吸水过程中混凝土不同深度处温湿度变化。试验结果表明,温度受埋置深度变化影响小,受外界环境影响敏感,相对湿度随不同埋置深度变化明显。主要表现为随传感器距离混凝土暴露面距离增大,干燥过程相对湿度下降缓慢,吸水过程相对湿度上升变缓。水灰比对混凝土试件干燥和湿润过程影响显著,主要表现为0.5水灰比在干燥过程和吸水过程均明显快于0.2水灰比,并且在干燥过程中发现单位面积失水质量与时间的平方根呈线性相关。(3)为了研究混凝土水分传输情况,采用不同饱和盐溶液来控制试验箱中温湿度稳定,进行了吸附脱附试验。通过试验得到混凝土等温吸附脱附曲线和水分特征曲线,结果显示吸附脱附曲线存在明显滞后性,吸附曲线在脱附曲线之上。


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