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砼结构电化学除盐修复后性能及耐久性行为评估

房俊静  
【摘要】: 电化学除盐技术是用来修复氯离子侵入混凝土而导致混凝土结构中钢筋腐蚀的一种电化学处理方法。混凝土结构经过电化学除盐修复,其中的氯离子能有效地消除和减少,同时钢筋周围的碱性提高,有效地预防或阻止钢筋锈蚀,提高混凝土结构的耐久性,延长其正常使用寿命。 电化学除盐技术是一种新的混凝土修复处理技术,在工程中的应用时间不长。目前的研究主要集中在除盐的基本原理、除盐的效率和效果、除盐的副作用等方面。对如何分析评估电化学除盐后,氯离子重新侵入混凝土的耐久性问题还未见报道。本文在介绍除盐技术的基本原理、适用范围的基础上,重点探讨了混凝土结构除盐后的耐久性,建立评估分析模型,分析评估除盐后混凝土的耐久性与正常使用寿命。 氯离子在混凝土中的扩散规律符合Fick第二定律。根据Fick第二定律,氯离子侵蚀下混凝土结构的耐久性主要取决于混凝土表面氯离子浓度、混凝土的扩散系数、临界氯离子浓度。从扩散的基本规律分析,氯离子在经过除盐修复后在混凝土结构中的扩散规律,仍要服从Fick第二定律。但其中的参数会随着除盐参数的改变而改变。因此,研究除盐后混凝土结构的耐久性,必须研究除盐参数对混凝土扩散系数、氯离子分布、临界氯离子浓度等的影响,然后才能对除盐后的混凝土进行耐久性评估。 为此,本文首先通过钢筋混凝土圆柱体试件的电化学除盐试验,研究了电化学除盐过程中,混凝土结构中的离子迁徙规律,分析了电化学除盐后混凝土保护层的氯离子和氢氧根离子分布变化规律及其特点,讨论了电化学除盐参数,如电流密度、除盐周期等,对除盐效率和效果等的影响。确定不同除盐参数下的混凝土氯离子和氢氧根离子的分布规律。然后通过ASTM和NEL试验,研究除盐对氯离子扩散系数的影响及其变化规律,确定除盐参数与氯离子扩散系数变化之间的规律。在此基础上,建立了除盐后混凝土结构耐久性评估模型和分析方法,并对其中的参数进行了讨论。 除盐后混凝土结构耐久性模型的建立,对确定重大混凝土结构工程的运营管理技术、制定维护维修制度以及进行全寿命成本分析等具有比较重要的意义。


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