受拉荷载作用下混凝土氯离子渗透性试验方法研究.pdf
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1、邓宏卫等 : 受拉荷载作用下混凝土氯离子渗透性试验方法研究 3 受拉 荷载 作用下混凝 土氯 离子 渗透性 试 验 方 法 研 究 邓宏卫 , 曾京生 , 【 1 哈尔滨工业大 学土木 学院。 哈尔滨1 5 0 0 0 1; 2 郑俊 , 杨树凯 中交集 团第一公路工程局有 限公司 , 北京1 0 0 0 2 4) 【 摘要】 文中介绍了基于氯离子在混凝土中扩散的直流电量法 , 详细介绍了 自主研制的荷载作用下的氯 离子渗透试验。另外, 采用荷载作用下氯离子渗透试验研究了拉应力作用下混凝土的渗透性, 随着拉应力比的增 加 , 混凝土的电通量增加显著。 【 关键词】 混凝土; 渗透性 ; 氯离子
2、扩散; 测试方法 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 f 文献标识码】 B 【 文窜编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 0 ) 1 0 0 0 0 3 0 3 TES TI NG M ETHoD F oR CHLoRI I ) E I oN P ERM AB I TY oF CoNCRETE UNDER TENS E Lo AD D ENG Ho n g we l一,Z E NG J i n g s h e n g ,Z HE NG J u n , YANG S h u k a i ( 1 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e
3、 ri n g , Ha r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ,H a r b i n 1 5 0 0 0 1 , C h i n a ; 2 C h i n a F i r s t Hi g h w a y E n g i n e e ri n g C o ,L t d , B e i j i n g 1 0 0 0 2 4, C h i n a ) Ab s t r a c t : P e r me a b i l i t y o f c o n c r e t e d i r e c t l y r e fle c t s
4、t h e a bi l i t y t o r e s i s t a l l k i nd s o f h a r mf u l i o n i n t r u s i o nw h i c h i s a c o mp r e h e n s i v e i n d e x c h a r a c t e ri z i n g d u r a b i l i t y a n d s e r v i c e l i f e o f c o n c r e t e 1 h e t e s t me t h o d s f o r c hl o r i d e i o n p e r me a
5、 bi l i t y o f c o n c r e t e v a r i e d wi t h th e d e v e l o p me n t o f c o n c r e t e s c i e n c e a nd t e c hn o l o g y 1 1 h i s a r t i c l e p r e s e n t e d a b r i e f i n t r o d u c t i o n o f c h l o r i d e i o n d i f f u s i o n t e s t me t ho d i n c o n c r e t e d i r
6、 e c t c u r r e n t me t h o d An d the t e s t me t h od f o r c h l o ri d e i o n p e n e t r a t i o n o f c o n c r e t e u n d e r t e n s i l e l o a d wa s di s c u s s e d i n d e t a i l Th e r e s u l t s i n d i c a t e d tha t山e e l e c t r i c flu x o f c o n c r e t e i nc rea s e d
7、s i g n i fi c a nt l y a s i n c r e a s i ng the t e n s i l e s t r e s s r a t i o Ke y wo r ds: c o n c r e t e;p e rm e a b i l i t y;c h l o rid e i o n di ffu s i o n;me a s u r i ng me t h o d 混凝土渗透性方法测试很多, 但是随着高性能混凝士 ( H P C ) 技术的迅速发展, 过去的一些测试方法变得越来越 不适用 , 很多学 者正致 力 于 寻找 更能 反映 材 料本 身性 能 的
8、快速测试方法。其中, 通 电增加氯离子渗透速度的试验方 法被很多国家和研究人员采用。一般来说 , 抗氯离子渗透 性好 , 就意味着抗水及抗气体渗透性好; 反之亦然。混凝土 氯离子扩散渗透性试验方法多种多样 I 9 J , 每种方法都有 自 身的优缺点。缩短混凝土渗透性试验的周期、 最大限度降 低混凝土试件的预处理对混凝土内部结构的影响以及降低 试验过程中混凝土与所处介质环境的温升 , 均是混凝土渗 透性 试验方 法提 升的关 键 。但 是 , 实 际工 程 中的 混凝 土都 是在 荷载和外部 有 害介质 共 同作 用下 工作 , 这 与 实验 室无 荷载作用 下单一 因素 对混 凝土 的性 能
9、影 响 差别 很 大 , 从 而 导致 实际工 程 的使 用 寿命 远 远低 于设 计 和 预测 的 使 用 寿 命 。因此 , 研究 荷载 作用 下混 凝 土的 渗透 性将 是更 加 接近 于实际工程情况 , 本文详细叙述了 自主开发的荷载作用下 的氯离子渗透试验方法, 并采用荷载作用下混凝土氯离子 渗透试验装置研究 了混凝土 的渗透性。 1 混凝 土氯离子扩散渗透性测试的直流 电量 法 该方法是 Wh i ti n g 研究提出的, 后来被美国 A A S H T O r I 2 7 7 8 3 和 A S T M C 1 2 0 2 两个标准所采用, 并成为当前 国际上最有影响 的混凝
10、土 渗透 性试 验方 法 , 试验 示意 图如 图 1 。其基本原理是氯化物离子的负电荷将被吸引到正电 极, 因此在测试期间电流的传输量就是氯化物渗透混凝土 的量。试验时, 将一个 5 0 ram厚的混凝土圆柱试件用装在两 个腔室里的两个铜网制成的电极夹紧, 氢氧化钠( 0 3 N) 和 氯化钠( 重量 3 ) 溶液分别被加到混凝土试样两侧的腔室 里 , 这样两种溶液被混凝土试件分隔开 ; 然后混凝土试样两 侧 的电极上 施加 6 0 V的直流 电 ,每隔 3 0 m i n检 测一次 电流 通过混凝土的情况 , 持续试验时间6 h ; 然后计算 6 h中总的 电量 ( 库 仑 )来 评 价
11、混 凝 土 的 渗 透 性 , 利 用 该 装 置 的 A S T M1 2 0 2混凝 土渗透性的评价标准如表 1 。 虽 然 A A S H T O 7 7和 A S T M C 1 2 0 2方 法 目前 应用 最 广, 但是直流电量法存在一系列缺点: 使用 6 0 V高的电 压 , 容 易发生 极化 反应 , 使 溶液 温度 升高 , 试验 数据受 到干 扰 , 而且对高渗透性混凝土有时不得不 中断试验; 测量结 4 低温建筑技术 2 0 1 0 年第 1 O期( 总第 1 4 B 期) 果是在非稳定下获得的, 不能说明混凝土的渗透性; 测量 值是总体离子运动的结果 , 而非 只是 c
12、 l 一 运动 ; 孔溶液 的 化学成分影响测量结果; 试件的真空饱水及密封处理复 杂。哈工大在实验室对上述装置进行了改进, 如将铜网改 为具有高抗腐蚀性的石墨电极、 加大装两种电解质溶液的 腔室尺寸, 改进后的装置测试性能稳定, 能快速反映一般混 凝土的渗透性。 图I 直流电量法渗透性试验示意图 表 I A S T MC I 2 0 2评价标准与相应的混凝土类型 4 0 0 0 高 2 0 0 04 O O O 由 1 0 0 02 O 0 0 低 1 0 0一1 0 0 0非常低 W C 0 6的混凝土 中等水灰比( O 50 6) 混凝土 低水灰 比混凝土 低 水灰 比, 掺 5 一1
13、0 硅灰混凝土 水泥使用的是哈尔滨水泥厂的 P 0 4 2 5型硅酸盐水 泥; 粉煤灰为哈尔滨三电厂的I 级粉煤灰 , 密度为 2 4 3 g e ra , 比表面积为 4 1 5 m : k g ; 减水剂为上海花王化学有限公司的 M i g h t y 1 1 3 0萘系高效减水剂。混凝土的配合比如表 2 所示。 表 2 混凝土配合 比 混凝土在拉应力作用下的渗透性试验按照上述试验操 作步骤进行, 首先成型若干个 8形试件和 1 5 0 m m1 5 0 ra m 1 5 0 m m立方体试件, 以立方体试件测试混凝土的劈裂抗 拉强度 , 并以 0 9 f ,。 估算其轴心抗拉强度, 考虑
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