氯盐和硫酸盐环境下混凝土耐久性研究综述

对混凝土结构在侵蚀性环境下的长期安全服役要求使得针对混凝土材料的耐久性研究获得了越来越广泛的关注。盐环境普遍存在于大自然中,其中氯盐和硫酸盐会对混凝土结构的耐久性产生不利影响。介绍了氯盐或硫酸盐单一侵蚀因素作用下混凝土材料耐久性的研究现状,系统总结了试验方法、宏观性能和侵蚀模型等方面的研究成果,阐述了盐环境下混凝土耐久性的研究趋势。得到以下初步结论：（1）试验方法方面,由于自由扩散法控制附加因素的介入,对离子传输机理的影响较小,与实际状态更为接近;（2）基于Fick第二定律建立氯离子扩散模型,关键在于对氯离子扩散系数的修正,不同因素对扩散系数的影响应有更多基础理论和试验数据作为支撑。细观模型方面,在骨料特征的参数化技术方面寻求突破对于其仿真效果至关重要;（3）由于影响硫酸盐侵蚀的因素较多且系统性试验较少,因此已有模型的适用性存在局限,应寻求突破建立全面涵盖各类因素的模型;（4）建立自然盐环境与试验室盐环境的对应关系、保证混凝土的试验室状态与其实际服役状态的一致性以及建立特定环境下混凝土耐久性损伤的时变模型对服务工程应用具有重要意义。     

硫酸盐和氯盐共同侵蚀下混凝土性能退化规律研究

通过对不同腐蚀度下混凝土的加载试验,研究了硫酸盐和氯盐共同腐蚀下的混凝土的强度受蚀程度。结果表明：受到硫酸盐的侵蚀作用时,混凝土的强度随着腐蚀度的加深趋势是先提高,后降低,但也会出现波动的现象。     

干湿交替作用下混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

研究了干湿交替-硫酸盐溶液耦合作用下混凝土的损伤过程,以混凝土相对动弹性模量的变化来表征混凝土内部的损伤程度.采用环境扫描电镜(ESEM)分析了干湿交替与硫酸钠溶液作用下混凝土的微观结构.结果表明,与自然浸泡硫酸盐溶液腐蚀方式相比,干湿交替作用加剧了混凝土在硫酸盐溶液中的损伤程度:干湿循环早期,硫酸盐对混凝土有填充空隙缺陷的作用.同时试验表明,水胶比对混凝土的相对动弹性模量有重要影响:矿物掺舍料的加入能显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力.     

矿渣混凝土硫酸盐腐蚀研究

研究了矿渣混凝土在5%Na2SO4溶液中浸烘循环,其相对动弹性模量、幅值及抗压强度演化规律.试验结果表明:混凝土相对动弹性模量先下降,后上升,再保持稳定,最后下降直至破坏;其幅值在前100次保持稳定,后下降直至破坏.混凝土抗硫酸盐腐蚀能力随矿渣掺量的增加而增加.相比于普通混凝土,随矿渣掺量增加,混凝土抗压强度损失率下降了28%～62%.混凝土在硫酸盐溶液中浸烘循环,其腐蚀产物为钙矾石和石膏.膨胀性腐蚀产物导致了混凝土浆集界面区和浆体区开裂,并最终导致混凝土破坏.     

ASR-氯盐腐蚀协同作用下混凝土的损伤特点

以碱 氯盐复合溶液浸泡的方式进行了ASR-氯盐腐蚀协同作用下混凝土加速劣化的实验。通过定期测量长度和动弹性模量,研究了混凝土在承受ASR、氯盐腐蚀双重破坏因素作用下的损伤特点以及混凝土初始碱含量、氯盐溶液浓度对损伤发展的影响。试验结果表明,不同浸泡液中当混凝土碱含量高时,各龄期的膨胀值均大于混凝土低碱时的膨胀值,同期的动弹性模量损失也更大。浓度较高的氯盐溶液主要在短期内对ASR膨胀的加速显著,但浓度较低的氯盐溶液则具有持续的加速作用。ASR-氯盐腐蚀作用下动弹性模量变化的具体特点是:劣化初期混凝土动弹性模量即急剧下降,当剩余动弹性模量在70%左右时,其下降减缓,随后发展极其缓慢至完全失效。分析动弹模量损失和膨胀率之间的关系,发现膨胀率低于0.5%时动弹性模量对因膨胀引起的混凝土损伤更为敏感。     

氯盐对再生混凝土硫酸盐侵蚀的抑制作用研究

将再生骨料取代率为50%的混凝土试块自然浸泡在单一Na₂SO₄溶液、MgSO₄溶液和NaCl-Na₂SO₄复合溶液、NaCl-MgSO₄复合溶液中,其中复合溶液中的氯盐质量分数分别为0%,2%,5%和10%。在整个试验周期内,每隔30 d测量不同溶液中再生混凝土试块的表观形貌、超声声速和质量变化率,得出了氯盐对Na₂SO₄溶液和MgSO₄溶液侵蚀再生混凝土的抑制规律。最后结合试验结果,详细分析了氯盐抑制不同硫酸盐溶液侵蚀再生骨料混凝土相关性能差异的机理。研究结果表明:氯盐对再生混凝土的硫酸钠侵蚀有明显抑制作用,氯盐质量分数为5%时抑制效果最明显,但是氯盐质量分数继续增大,抑制效果没有明显的提高; 氯盐对硫酸镁溶液侵蚀再生混凝土的抑制效果较弱,甚至在氯化钠质量分数为2%时,再生混凝土试块表观侵蚀程度比未掺加氯化钠的还严重; 氯离子对硫酸根离子侵蚀有抑制作用,但是对镁离子的侵蚀无明显抑制作用; 所得结论为再生骨料混凝土在实际工程中的耐久性应用提供了借鉴。     

荷载作用下的混凝土硫酸盐腐蚀研究

本试验研究了荷载作用下混凝土的硫酸盐腐蚀,采用在线测定方法对不同水灰比的混凝土试件进行了与干湿循环有关的SD 和MDF耐久性试验,研究荷载、干湿循环和硫酸盐侵蚀等破坏因素的单独作用及其复合作用对混凝土耐久性的影响规律;以相对动弹十模量为评价指标对多因素协同作用下的不同水灰比混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀性能进行了表征,通过动弹性模量在硫酸盐侵蚀条件下自变化,探索更为实用的混凝土抗硫酸盐性能的评价方法,对防治混凝土硫酸盐侵蚀提出了一些对策.     

MgSO4腐蚀环境作用下混凝土的抗冻性

采用快冻法研究了高强的混凝土(HSC)、大掺量矿物掺合料混凝土(HVMAC)和掺入引气剂、高效减水剂、混杂纤维和膨胀剂的高耐久性混凝土(HDC)在水、5％(质量分数)MgSO4溶液中的抗冻性能.结果表明:对于高水胶比、低掺量矿物掺合料HSC,MgSO4溶液因冰点降低效应、化学腐蚀反应产物填充混凝土表层的毛细孔对试件表层...     

盐渍土腐蚀环境下混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

为研究盐渍土腐蚀环境下混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,根据兰州市地下水及地下土壤侵蚀离子浓度,制备了4500 mg/L的MgSO4侵蚀溶液,对不同水胶比(0.25、0.35、0.45)及不同粉煤灰掺量(15％、30％、45％)的普通混凝土进行室内长期浸泡侵蚀试验,采用相对质量评价参数ω1与相对动弹性模量评价参数ω2来评价混凝...     

碳化高性能混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能研究

采用长期自然浸泡的方法,研究了经过快速碳化试验后的粉煤灰混凝土和掺加粉煤灰,矿渣,硅灰的高性能混凝土在5%硫酸镁溶液中的抗腐蚀性能。结果表明:碳化一定程度密实混凝土的表层,但降低混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能。碳化HPC比碳化FAC具有更优的抗硫酸镁腐蚀性能。碳化混凝土在硫酸镁腐蚀作用下的破坏形态主要是混凝土开裂,混凝土开裂时并无明显表面剥落现象。     

掺煤矸石混凝土在ASR、氯盐腐蚀双因素作用下耐久性

以膨胀率、动弹性模量为损伤参量,研究了碱硅酸反应、氯盐腐蚀双重破坏因素作用下混凝土损伤规律,同时测试了混凝土中氯离子扩散情况。通过对掺、不掺煤矸石混凝土性能比较,着重考察煤矸石对混凝土耐久性的影响。试验结果显示,煤矸石的掺入能有效延迟和减缓混凝土ASR膨胀;普通混凝土经受ASR、氯盐腐蚀两者短期破坏作用后即处于濒临失效状态,掺煤矸石混凝土同期损伤程度小,动弹性模量下降缓慢,结构寿命延长;因煤矸石对混凝土孔结构的改善,其抗氯离子渗透性能明显优于普通水泥混凝土。火山灰反应优先消耗水化体系中OH-以及因结构致密化ASR反应速率受扩散过程控制是煤矸石延迟和减缓混凝土ASR膨胀的主要原因。     

粉煤灰高性能混凝土氯离子渗透性研究

通过试验研究不同强度等级C30、C45、C60粉煤灰高性能混凝土的氯离子扩散系数,分别研究不同粉煤灰品质(包括II、I级粉煤灰及10%、20%、30%、40%掺量)情况下粉煤灰高性能混凝土的氯离子扩散系数,并研究了I级粉煤灰掺量为15%不同强度等级引气混凝土的氯离子扩散系数。分析了粉煤灰品质及掺量对混凝土强度及氯离子扩散系数的影响,并与未掺粉煤灰的普通混凝土进行对比。最后根据试验数据回归了粉煤灰高性能混凝土抗压强度与氯离子扩散系数间的对应关系。     

氯离子环境下钢筋腐蚀速度分阶段模型

在探讨了现有钢筋腐蚀速度模型缺陷的基础上,建立了氯离子侵蚀下钢筋腐蚀速度的分阶段预测模型。该模型针对锈蚀开裂前后混凝土对钢筋保护作用的不同,分阶段地建立了锈蚀开裂前后的钢筋腐蚀速度随机模型。该模型的建立对于正确预测和分析氯离子侵蚀环境下钢筋混凝土结构的可靠性和剩余寿命奠定了理论基础。     

混凝土中氯盐与钢筋腐蚀的几个相关问题

氯盐环境是最广泛的腐蚀环境 ,是引起混凝土中钢筋腐蚀破坏的元凶。对经常遇到的几个问题进行阐述并讨论     

硫酸盐和冻融双重作用对混凝土力学性质的影响

进行了在硫酸盐侵蚀和冻融循环作用下的混凝土室内模拟试验,研究了硫酸盐侵蚀和冻融循环双重作用下混凝土的腐蚀特性。试验结果表明,随着时间的增长,冻融循环和硫酸盐侵蚀先后对混凝土的腐蚀起主导作用,双重腐蚀加速了混凝土力学性能的劣化。此外,对混凝土的腐蚀机理进行了分析。     

混凝土损伤对氯离子渗透性影响研究综述

混凝土在服役过程中要承受荷载和环境的双重作用。应力水平以及冻融循环作用对混凝土结构会造成损伤,形成微裂缝,从而加速了氯离子入侵的速度。本文总结了应力大小和应力类型对氯离子渗透性能的影响,以及冻融循环作用下氯离子渗透性的变化规律。最后提出了一些建议和以后的研究方向。     

氯盐环境自密实混凝土钢筋腐蚀速率试验

主要研究外渗氯盐侵蚀下的钢筋腐蚀,对比普通混凝土和自密实混凝土内钢筋的腐蚀电流密度时变曲线,对两种混凝土试件中钢筋的腐蚀速率进行分析和研究.试验结果表明:自密实混凝土内钢筋的腐蚀比较迟缓,初始的腐蚀速率较小,但最大腐蚀速率和总体腐蚀规律都与普通混凝土内钢筋基本一致.     

氯离子腐蚀与碱集料反应双重破坏因素作用下混凝土膨胀行为的研究

进行了氯化钠与碱集料反应双重破坏因素作用下混凝土的膨胀试验，目的是研究有氯化钠存在时碱集料反应的规律。试验中采用了高低两种不同碱含量的混凝土，浸泡液用1N NaCl、1N NaOH及其分别与3％和7％的NaCl的复合，碱集料反应环境温度为38℃。研究结果表明，不论何种复合，高碱含量混凝土的膨胀均比低碱含量的混凝土高；对于低碱含量混凝土，在早期，1N NaCl溶液对混凝土膨胀的值高于1N NaOH溶液，NaOH与NaCl的复合会导致更低的膨胀值，但在后期，结果正好相反；对于高碱含量混凝土，则不论在早期还是后期，1N NaCl溶液对混凝土膨胀的值均低于1N NaOH溶液，NaOH与NaCl的复合会导致更高的膨胀值。     

氯盐环境下混凝土钢筋腐蚀速度实用公式

讨论了考虑多因素综合作用下的钢筋腐蚀速度的预测模型———T.Liu公式,修正了该公式在使用时的不便,实例表明,修正后的公式能更方便地应用于工程实践。     

关于混凝土中氯离子限值和评价方法的探讨

氯离子是造成混凝土中钢筋锈蚀的一个主要因素,对混凝土及其原材料中氯离子数值进行限制是减少钢筋锈蚀的重要途径。介绍了我国标准中对混凝土及其原材料中氯离子的限值,根据目前技术发展,提出了对混凝土及其原材料中氯离子限值和评价方法的一些建议。