高性能混凝土的抗氯离子渗透性与耐久性评估.pdf
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1、2 0 1 0 年 第 6 期 (总 第 2 4 8 期 ) Nu mb e r 6 i n 2 0 1 0 ( T o ml No 2 4 8 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE OI 1 1 CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 6 0 0 8 高性能混凝土的抗氯离子渗透性与耐久性评估 王睿 ,王信刚 。齐瑞文 ( 1 南昌大学 艺术与设计学院 ,江西 南 昌 3 3 0 0 3 1 ;2 南 昌大学 建筑工程学院 ,江西 南昌 3 3 0 0 3 1 ) 摘要 :
2、 分析 了钢筋混凝土 中氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀 的机理 , 采用 电量法和氯离子扩散系数法来评价高性能混凝土 的渗透性 , 并进行 氯离子侵蚀环境下的混凝 土耐 久l眭评估和寿命预测研究 。结果表明 : 普通混凝土( 简称 OC) 、 高性能混凝土 ( 简称 I -I P C) 和低渗透 混凝 土 ( 简称 L P C ) 的 6 h 导电量和氯离子扩散系数的排列顺序均为: O C H P C L P C , 其抗氯离子渗透性能排列顺序为: L P C H P D0c 。阳, c和 L P C在氯离子侵蚀环境下 的使用寿命能够满足设计 基准期 1 0 0年的设计要求 , 而 OC不能达到设计基
3、准期 1 0 0年的设计要求。 关键词: 高性能混凝土;渗透性;耐久陛;氯离子;寿命预测 中图分类号 : T U5 2 8 0 1 文献标志码 : A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 6 0 0 2 8 0 3 Chl or i de i o n pe ne t r a t i on r e s i s t a nc e of hi gh p er f or man c e c o nc r e t e a nd i t s dur a bi l i t y a s s e s s men t WA NGRu i , WA NGXi n - g a n
4、g , O I Ru i w e n ( 1 A r t s a n dDe s i g nC o l l e g e , Na n c h a n gUn i v e r s i t y , N a n c h a n g 3 3 0 0 3 1 , C h i n a ; 2 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e ri n g a n d Ar c h i t e c t u r e , Na n c h a n g U n i v e r s i t y , Na n c h a n g 3 3 0 0 3 1 , C h ina ) Ab s
5、t r a c t : T h e me c h ani s m o f r e i n f o r c e me n t c o r r o s i o n c a u s e d b y c h l o ri d e p e n e t r a t i o n i n t o c o n c r e t e wa s ana ly z e d T h e p e r me a b i l i ty o f h i g h p e r f o r ma n c e c o n c r e t e wa s inv e s t i g a t e d b y me a n s o f c o
6、u l o mb t e s t me t ho d a n d c h l o rid e d i f fus i o n c o e ffi c i e n t t e s t me t h o dDu r a bi l i t y a s s e s s me ut a n d s e r v i c e l i f e p r e d i c t i o n o fc o n c r e t e e x p o s e d t o c h l o rid e e n v i r o n me n t we r e s t u d y Th e r e s u l t s s h o w
7、 t h a t t h e o r d e r o f c o n d u c t i v e c h a r g e f o r 6 h o u r s an d c h l o ri d e d i f f u s i o n c o e f fi c i e n t o f o r d i n a r y c o n c r e t e( a b b r O C) h i g hp e r f o r ma n c e c o n c r e t e( a b b r H P C) a n dl O Wp e r me a b i l i ty c o n c r e t e( a b
8、 b r L P C) i S OC HP C LPC b u t t l l e o r d e r o f c hl o ri d e i o n p e n e t r a t i o n r es i s t a n c e i S LP CHPC 0C S e r v i c e l i f e o f HP C and L P C e x p o s e d t o c h l o r i d e e n v ir o n me n t c o u l dme e t d e s i g n r e q u i r e me n t o f1 0 0 y e a r s , b u
9、 t OC c o u l d n t me e t d e s i gn r e q u i r e me n t o f1 0 0y e a r s K e ywo r d s : h i g hp e r f o rm a n c e c o n c r e t e ; p e rm e a b i l i t y ; d u r a b i l i ty; c h lo ri d ei o n ; s e r v i c e l i f e p r e d i c t i o n 0 引 言 混凝土渗透性控制着水 、 气体和侵蚀性离子在混凝土中的 传输速率, 与混凝土耐久性有着密切的关
10、系。在海洋混凝土结 构以及应用除冰盐的道路、 桥梁和城市立交桥等受到氯离子严 重侵蚀的环境中, 氯离子侵蚀是造成钢筋锈蚀的主要原因, 氯 离子侵入钢筋混凝土内部会引起钢筋失效 , 从而严重影响钢筋 混凝土结构耐久性和安全性【 I 3 】 。 现行国家标准采用的加压透水 法无法准确评 价出侵蚀性离子环境下 高性能混凝土的渗透性 , 而应该采用国际上通用的电量法或氯离子扩散系数法来检测 其抵抗环境中侵蚀性离子的渗透性l 4 l 。 本试验分析了钢筋混凝 土中氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀的机理, 采用电量法和氯离子扩 散系数法来评价高性能混凝土的渗透性, 并进行氯离子侵蚀环 境下的混凝土耐久性评估和寿命预
11、测研究。 1 氯 离子侵蚀 引发钢筋锈蚀 的机理 混凝土孔隙中水分通常以饱和 C a ( OH) 溶液形式存在, 其 中还含有一些 Na O H和 KO H, p H值在 1 2 5左右, 在这样的强碱 性环境中, 钢筋表面被氧化而形成一层厚度为2 6 a m的水化氧 化物( n F e 2 0 3 m H 2 0) , 俗称钝化膜栩 。 钝化膜很致密, 能牢固地吸 附在钢筋表面, 使钢筋处于钝化状态, 即使在有 H 2 0和 0 : 的条 件下钢筋也不会发生锈蚀。但是, 当p H值 l 1 5时 , 氯离子也能破坏钝化膜 ( 临界氯离子浓度与钢筋周围混凝土的碱度有关 , 碱度愈高, 临 界氯
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