干湿循环条件下氯离子对钢筋混凝土材料的影响研究.pdf
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1、2 0 1 0 年 第 2 期 (总 第 2 4 4 期 ) Nu mb e r 2 in 2 o l o ( T o t a l No 2 4 4 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE0I TI CAL I t ES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 O 0 2 0 0 2 干湿循环条件下氯离子对钢筋混凝土材料的影响研究 卫军 ,王腾 ,董 荣珍 ,向发海 。余 志武 ,徐岳 ( I _中南大学 土木建筑学院 ,湖南 长沙 4 1 0 0 7 5 ;2 长安大学 公路学 院 ,陕西
2、 西安 7 1 0 0 6 4 ) 摘要: 采用室内人工气候环境箱模拟干湿循环作用 , 以研究氯离子侵蚀对钢筋混凝土材料性能变化的影响。沿氯离子侵蚀方 向, 在混 凝土内部不同深度以及试件侧壁不同高度处 , 进行取样分析氯离子含量 。 结果表明 : 沿侵蚀方 向, 距表层一定深度处氯离子含量有一峰值。 随着混凝土试件侧壁高度的下降, 氯离子含量逐渐增大 。在钢筋锈蚀率较低情况下 , 锈蚀率与钢筋一 混凝土界面处的氯离子浓度成线性关 系, 可由此推算临界氯离子浓度。 关键词: 钢筋混凝土材料;干湿循环;锈蚀;I临 界氯离子浓度 中图分类号: T U5 2 8 O l 文献标志码 : A 文章编号
3、: 1 0 0 2 3 5 5 O ( 2 0 1 0 ) 0 2 0 0 0 4 0 3 I nflue nc i ng r e s e a r ch of c hl or i de on r e i n f or c ed c on c r et e mat e r i al unde r dr y -we t c y cl e WEJ u n , W ANG T e n g , DONG Ro n g - z h e n , XI ANG F a h a i , YU Z h i - wu , X U Yu e 。 ( 1 S c h o o l o f C i v i l a n dA
4、 r c h i t e c t u r a l E n g in e e ri n go f Ce n tr a l S o u t h Un i v e r s i t y , C h a n g s h a 4 1 0 0 7 5 , C h i n a ; 2 S c h o o l o f H i g h wa y E n g i n e e ri n g o f C h a n g a n U n i v e r s i t y , Xi a n 7 1 0 0 6 4, C h in a J Abs t r ac t : I n o r d e r t O s t u d y t
5、 he p r o p e r ty c h a n g e o f r e inf o r c e d c o n c r e t e ma t e ria l d u e t O c h l o rid e p e n e tra t io n, i n d o o r a r t i fic i a l c l i ma t e a n d e n v i - r o n m e n t e q ui p me n t wa s us e d t O s i mul a t e d r y - we t c y c l e Al o n g wi t l 1 t h e d i r e
6、c t i o n o f c h l o r i d e p e ne tra t i o n c h l o rid e c o n c e n tra t i o n wa s m e a s u r e d a n d a n a l y z e d a t d i ffe r e n t d e p t h s wi thi n the c o n c r e t e a n d di ffe r e n t h e i g h t s o f s p e c i me n s i de wa l 1 Th e r e s u l t s i n d i c a t e d t h
7、a t a l o n g wi t h t h e d ir e c t i o n o f p e n e t r a t i o n p a th , the r e wa s a p e a k o fc h l o rid e c o n c e n t r a t i o n a t a c e r t a i n d e p t h f r o m t h e s p e c i me n s u r f a c e Al o n g the s i d e wa l l h e i g h t r e d u c t i o n o f c o n c r e t e s p
8、e c i me n s , c h l o ri d e c o n c e n t r a t i o n i n c r e a s e d g r a d ua l l yI n t h e c a s e o f l o w r a t e o f s t e e l c o r r o s i o n, t h e l i n e a r r e l a t i o n s h i p wa s p r o v e d b e - t we e n t h e c o r r o s i o n r a t e a n d t h e c h l o rid e c o n c e
9、 n t r a t i o n i n s t e e l c o n c r e t e i n t e r f a c e, wh i c h c a n b e e x t r a p o l a t e d t h e c rit i c a l c h l o rid e c o n c e n t r a t i o n Ke y WOt dS : r e inf o r c e d c o n c r e t e ma t e ria l ; d r y we t c y c l e ; c o rro s i o n; c rit i c a l c h l o r i d
10、e c o n c e n t r a t i o n 0 引言 钢筋混凝土是由钢筋和混凝土组成的复合材料, 由于混凝 土材料具有孔隙结构 , 周边环境中的氯离子会通过孔隙侵入材 料, 形成累积。当氯离子含量达到一定程度后, 混凝土中的钢筋 开始锈蚀 , 不断生成的锈蚀物导致混凝土开裂, 从而影响到钢 筋混凝土材料的使用寿命。 本研究采用室内人工气候环境模拟箱试验技术, 通过模拟 干湿循环作用, 研究氯离子对钢筋混凝土材料性能变化的影响。 重点研究氯离子的侵蚀规律以及钢筋的锈蚀条件。 1 试件制作及试验 方案 1 1 试 件制作 试件尺寸为 1 8 0 m mx l 8 0 m mx 4 0
11、0 r n n l , 下部配置 2根 +1 6 钢筋, 钢筋端头焊接导线。 试件脱模后在室内洒水养护 2 8 d 。 对 试件表面采用环氧树脂做密封处理, 只留下一个侧面和底面作 为侵蚀面进行试验研究。 配制试件的混凝土强度等级为 C 3 0 , 配合比为水泥: 水: 砂: 石= 1 : 0 5 5 :2 8 : 1 6 5 。采用湖南湘乡水泥厂生产的 P O 4 2 5级水泥; 湖南湘江河砂 , 细度模数为 2 4 , 最大粒径 3 mm; 湖南长沙市郊 产碎石 , 最大粒径 1 0 F f u n 。 导 4 、 到 400 密 盐溶液 图 1 试 件制作示意图( 单位: mm) 1 2
12、 试 验制度 在人工气候环境模拟箱内进行干湿循环。干湿循环制度 : 1 2 h 为一个循环, 湿时用 5 的Na C 1 溶液从上向下均匀喷淋4 h , 温度控制在( 2 5 5 ) ; 干时电加热 8 h , 温度控制在( 6 0 5 ) , 收藕 日期:2 0 0 9 一 1 0 1 6 基金项目:交通部西部交通科技项目( 2 0 0 6 3 1 8 2 2 3 0 2 0 4 ) ; 铁道部重大科技项目( 2 0 0 8 G 0 3 l 一 1 8 ) ; 国家自 然科学基金重点资助项目( 5 0 5 3 8 0 7 0 ) 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o
13、 m 湿度控制在( 5 0 5 ) 。环境箱示意如 图 2 。 图 2人工气候环境模拟箱 1 3试件 取样 及测 试 以干湿循环 1 0 d为取样周期 , 沿 氯离 子侵蚀方 向 , 测 量距 试件表面不同深度处的氯离子 含量 。用岩石 切割机进行切 片 , 依次 从 0 5 mm、 5 1 0 mm、 1 0 2 0 mm、 2 0 3 0 r n l i l 、 3 0 - 4 0 n -l l -l l 、 4 0 5 0 mm六层取样。 收集各层粉末作为该层的代表样品, 研磨 至全部通 过 0 6 0 r n m 的筛 。 然 后将样 品置 于( 1 0 5 5 )烘箱 中烘 2 h
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