矿物掺合料抗氯离子扩散性能的试验研究

按照德国Aachen工业大学建筑材料研究所（ibac）采用的氯离子电迁移快速试验方法（RCM）测定混凝土中氯离子非稳定态快速迁移的扩散系数.试验结果表明：氯离子的扩散系数随粉煤灰、硅灰和高炉矿渣的掺量增加而降低,同时氯离子的扩散系数还与掺合料的种类有关,抗氯离子渗透能力依次为SF＞SG＞FA.分析并研究了粉煤灰、硅灰和高炉矿渣对混凝土抗氯离子渗透性能的影响.     

氯离子在混凝土中双时变扩散分析研究

氯离子侵蚀是除冰盐环境下混凝土结构耐久性劣化的主要原因。目前多采用Fick第二定律及一维稳态扩散模型对混凝土中的氯离子浓度进行预测与耐久性评价,但分析结果与实际氯离子侵蚀情况存在偏差。为更准确地描述氯离子扩散的时变规律,基于氯离子瞬态扩散理论和非稳态扩散方程,推导出前期时变与后期恒定的氯离子扩散系数模型的修正表观扩散系数公式以及表面氯离子浓度为指数及幂函数模型下的修正解析表达式,并与时变扩散有限元方法结合应用到实桥分析中,解析解与数值分析结果吻合较好,验证修正表观扩散系数与解析公式的正确性以及氯离子时变扩散有限元分析方法的适用性。     

混凝土中氯离子时变扩散的边界元分析

氯离子在混凝土中的扩散是一个时变过程.考虑氯离子扩散系数的时间依赖性,将时变扩散系数引入混凝土的氯离子扩散模型中,通过变量代换,给出了时变扩散条件下氯离子扩散方程的基本解,并基于误差函数建立了氯离子扩散场补偿长度理论,分析了散场补偿长度系数的取值,在此基础上建立了时变扩散系数下混凝土中氯离子扩散分析的边界元法.通过算例...     

混凝土在多重因素作用下的氯离子扩散方程

基于Fick第二扩散定律，推导出综合考虑混凝土的氯离子结合能力，氯离子扩散系数的时间依赖性和混凝土结构微缺陷影响的新扩散方程，得到了混凝土的氯离子扩散理论基准模型。建立了考虑多种耐久性因素作用下的混凝土表面剥落氯离子扩散理论模型，混凝土冻融循环氯离子扩散理论模型和混凝土损伤氯离子扩散理论模型。借助于大量的实验和工程数据，对理论基准模型进行了实验验证和工程验证，结果表明，在海洋，除冰盐和盐湖等氯离子环境中，混凝土氯离子浓度实测值与本文理论模型预测值完全相符，取得了满意的验证效果。     

干湿循环下混凝土中氯离子的一些扩散特性

研究了干湿循环下混凝土中氯离子的一些扩散特性.根据浙江沿海的气候特点,提出了干湿循环下混凝土氯离子扩散试验方案,并测定了自然循环和加速循环下混凝土中各点氯离子浓度随时间的变化.试验结果表明:对于给定的暴露时间,混凝土中的氯离子浓度随着离混凝土表面距离的增大而减小;对于混凝土内部任一给定点,氯离子浓度随着暴露时间的增长而增大;对于给定的暴露时间和混凝土中给定点,加速循环下的氯离子浓度高于自然循环下的氯离子浓度.利用Fiek方程解和最小二乘法,给出了混凝土氯离子扩散系数与暴露时间之间的关系.发现混凝土氯离子扩散系数随暴露时间的增长而减小,与干湿循环几乎无关.     

潮差环境下混凝土中氯离子扩散时变性试验

以自然海洋潮差区环境条件下暴露时间分别为60,120,240,360,480,600d的混凝土现场试验结果为基础,计算了5种水灰比混凝土的氯离子扩散系数;以60,120,240,360,480d的氯离子扩散系数测量结果,推导了潮差环境下混凝土中氯离子扩散系数的时变模型,并以该时变模型计算了暴露600d后混凝土中氯离子扩散系数及自由氯离子含量,验证了该时变模型的适用性.结果表明:水灰比越大,混凝土中氯离子扩散系数在前期衰减的经验系数m越小,即对降低混凝土氯离子长期扩散性能的效果越差,因此减小水灰比能有效降低混凝土的长期氯离子扩散性能;暴露600d后混凝土中氯离子扩散系数降低幅度已经很小,基本趋于稳定;得到的混凝土氯离子扩散系数时变模型能较好地反映潮差环境下混凝土中氯离子侵蚀过程.     

一个改进的混凝土氯离子扩散计算模型

通过对影响混凝土中氯离子扩散的因素分析,根据Fick第二定律导出的简化模型,建立综合考虑水灰比、混凝土掺合料、龄期、温度、湿度、混凝土与氯离子结合能力及冻融损伤影响的扩散模型,通过与现有解析模型和有限差分法模型的计算结果的对比,验证模型的正确性和有效性。与现有解析模型相比,该模型考虑的因素更广泛,综合考虑温度、湿度的季节变化及冻融损伤的时随效应对氯离子扩散的影响;与数值模型相比,该模型计算效率高,便于工程应用。     

多因素作用下混凝土中氯离子扩散计算新方法

为改善现有氯离子扩散理论模型不能考虑计算期内大气温度、大气湿度随时间变化的不足,在Fick第二定律基础上,提出了一个计算氯离子在混凝土中扩散的新方法.该方法不但能考虑水灰比、龄期、温度、湿度、混凝土与氯离子结合能力的影响,而且能考虑混凝土结构服役期内大气温度和大气湿度的时变效应.通过与理论模型和有限差分法计算结果的对比,验证了该方法的正确性和有效性.     

海洋水下区喷射混凝土中氯离子扩散性能研究

喷射混凝土结构是隧道支护的重要组成部分。位于海洋环境中的隧道工程,势必遭受氯离子的侵蚀。采用室内浸泡的方法模拟海洋水下环境,以喷射混凝土与普通混凝土中氯离子扩散性能差异为核心,主要研究混凝土施工方式对混凝土中氯离子扩散性能的影响。试验结果表明:施工方式对混凝土的抗氯离子渗透性能影响显著。相对于普通混凝土,喷射混凝土毛细吸附区深度略大,氯离子浓度峰值约为普通混凝土的2.51倍,氯离子扩散速率较大。加入钢纤维后,喷射混凝土抗氯离子渗透性能有所提高。运用Fick第二定律对喷射混凝土中氯离子含量进行非线性拟合,具有良好相关性,并初步建立了喷射混凝土与普通混凝土氯离子扩散系数的关系。     

硅粉混凝土氯离子扩散系数的试验研究

利用电加速测试方法系统探究了水胶比、硅粉掺量、骨料含量和龄期对混凝土氯离子扩散系数的影响。研究发现:在影响氯离子扩散系数的影响因素中,硅粉掺量和水胶比的影响最大,且会随着硅粉的掺入和水胶比的减小而大幅减小;从硅粉掺量对氯离子扩散系数的递减率看,硅粉的适宜掺量可达15%;氯离子扩散系数随骨料含量的增加而出现线性减小的趋势;硅粉混凝土氯离子扩散系数随龄期的递减效应主要出现在120 d内。     

粗骨料对混凝土氯离子扩散影响的模拟与试验

用数值模拟建立了三维随机骨料模型,分析了不同粗骨料形状、含量、粒径以及多粒径组合粗骨料对混凝土氯离子扩散的影响,并结合快速氯离子迁移系数法进行了验证.结果表明：相同体积粗骨料的形状特征参数越小,氯离子扩散受到的阻碍作用越明显;在一定浓度范围内,氯离子扩散系数随着粗骨料含量的增加逐渐减小;当粗骨料体积分数确定时,氯离子扩散系数随着粗骨料粒径的增加而减小;在相同体积分数下,氯离子扩散系数随着多粒径组合粗骨料粒径数的增加而增加.     

海洋环境下混凝土自由氯离子扩散系数试验

采用自然扩散法研究了普通混凝土、粉煤灰混凝土和矿渣混凝土在模拟海水环境中的氯离子扩散特性,探讨了养护龄期、暴露时间及矿物掺合料掺量对混凝土自由氯离子扩散系数的影响.结果表明:混凝土的自由氯离子扩散系数随着暴露时间的延长呈幂指数降低,而且其时间依赖性与养护时间及矿物掺合料掺量有关;当养护龄期达到730 d、粉煤灰和矿渣掺量(质量分数)分别达到30％和45％时,混凝土的自由氯离子扩散系数随暴露时间的降低速度最快;延长养护龄期及掺加粉煤灰和矿渣,对于降低混凝土的长期自由氯离子扩散系数具有重要的作用.     

氯离子在粉煤灰混凝土中扩散的特性分析

在讨论应用交流阻抗谱方法测量混凝土中氯离子扩散性的基础上，对所观察到的在某些粉煤灰混凝土中氯离子扩散的特有阻抗谱进行了理论分析，并指出这种以双曲正切曲线为特征的阻抗谱是由粉煤灰掺入而导致的有限扩散层所引起的。     

氯离子在开裂混凝土中的扩散特性研究

考虑荷载裂缝宽度与裂缝深度的相关性,基于AgNO_3显色法研究了混凝土裂缝的存在对氯离子扩散范围的影响.通过钻孔取粉测定了混凝土中的氯离子含量,研究了裂缝特征的单一因素对氯离子的扩散特性影响.结果表明:裂缝的存在加速了氯离子在混凝土中的扩散过程;氯离子的扩散系数随着裂缝宽度的增加而增大;裂缝深度的变化对氯离子的扩散深度有一定影响.基于试验结果建立了裂缝宽度(裂缝深度)与氯离子扩散系数之间的指数函数关系式.     

混凝土氯离子模型侵蚀综述

现代基础设施工程都离不开混凝土,绝大多数工程都采用混凝土结构建造。但海洋环境及除冰盐环境中氯离子侵蚀混凝土造成混凝土的退化问题已然成为困扰工程及科研人员的一个严重问题。人们日益关注并尝试研究钢筋混凝土腐蚀机理及影响因素,并提出各种侵蚀模型来预测剩余寿命,取得了良好的成效。文章介绍氯离子的侵蚀机理并回顾学者们所提出的氯离子侵蚀混凝土耐久性模型的研究进展,为后续模型提供参考。     

开裂混凝土中氯离子扩散的数值模拟

在海洋环境中,氯化物引起的钢筋腐蚀是钢筋混凝土结构耐久性的主要问题之一。混凝土结构中,裂缝的存在为氯离子等侵蚀性介质的扩散提供便捷通道,提出了一种数值方法模拟氯离子在不同几何裂缝特性的开裂混凝土中的扩散过程。开裂混凝土可分为两部分,完整区和裂化区。对于无应力混凝土而言,完整区的扩散系数近似假定与完整混凝土的相同,而裂化区的扩散系数表示为裂缝宽度的分段函数。采用二维有限元方法确定氯离子浓度,研究发现,随着裂缝宽度、裂缝深度和裂缝数量的增加,氯离子侵入将加剧,理论分析结果与实验结果大致相同。     

混凝土氯离子扩散系数试验研究

采用Cl-电迁移方法、交流电导率测定和Cl-自然扩散方法研究了一系列不同龄期混凝土的Cl-传输特性,分析了影响混凝土Cl-扩散系数的主要因素,比较了混凝土的交流电导率与Cl-扩散系数的关系以及电加速对Cl-扩散系数的影响.结果表明,在饱水状态下,混凝土的孔隙率和孔结构是影响其Cl-扩散系数的主要因素.混凝土的交流电导率不能直接与Cl-扩散系数相互换算,Cl-电迁移试验结果接近自然扩散试验结果的4倍,而自然扩散箱试验更接近自然扩散过程.电加速试验结果应根据自然扩散试验进行修正.     

氯离子在火灾后混凝土中的扩散模型

研究了火灾后混凝土结构中的氟离子分布及其随时间的扩散机理，建立了相应的数学模型，并采用现有的有关资料对模型的合理性进行验证，分析了该模型参数的灵敏度，从而为火灾后混凝土结构的耐久性评估提供了理论依据．