高性能混凝土中氯离子渗透性能测试及影响因素分析.pdf
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1、46高性2023年4月江西建材质量控制与检测能混凝土中氯离子渗透性能测试及影响因素分析房跃太原理工大学,天津300381摘要:高性能混凝土中氯离子的渗透会导致钢筋锈蚀和混凝土的氯离子浓度增加,从而破坏混凝土的耐久性和使用寿命。文中对高性能混凝土中氯离子渗透的研究进行了概述,对高性能混凝土中氯离子渗透性能、影响因素进行了分析,为高性能混凝土的应用和设计提供了参考。关键词:高性能混凝土;氯离子渗透性能;测试方法;影响因素中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:10 0 6-2 8 90(2 0 2 3)0 4-0 0 46-0 3Testing and Influencing Factors
2、 Analysis of Chlorideion Permeabilityin High-performance ConcreteFang YueTaiyuan University of Technology,Tianjin 300381Abstract:The penetration of chloride ions in high-performance concrete can lead to corrosion of steel bars and an increase in chloride ionconcentration,thereby damaging the durabil
3、ity and service life of concrete.The article introduces an overview of research on chloride ionpenetration in high-performance concrete.The chloride ion permeability and influencing factors in high-performance concrete were analyzed.Provide reference for the application and design of high-performanc
4、e concrete.Key words:High performance concrete;Chloride ion permeability;Testing methods;Influence factor0引言高性能混凝土作为一种新型材料,具有优异的力学性能、抗裂性能和耐久性能,被广泛应用于各类工程中,如高层建筑、大型桥梁和水利水电工程等。然而,由于高性能混凝土中使用的高性能掺合料和矿物掺合料中含有较多的氯离子,可能会影响混凝土的氯离子渗透性能,从而影响其耐久性。因此,对高性能混凝土中氯离子渗透性能进行测试及影响因素分析,有助于深人了解高性能混凝土的耐久性能,为其在工程应用中提供可靠的保
5、障。高性能混凝土中氯离子渗透的研究概述1.1高性能混凝土研究概况高性能混凝土是指具有较高强度、高耐久性、较低渗透性等优异性能的混凝土。它是传统混凝土的一种改进型材料,通过调整原材料比例、掺加高性能掺合料和化学添加剂等方法,使混凝土的各项性能得到提高1。这些特性可以减少混凝土的变形、开裂、渗透和收缩,从而提高混凝土的使用寿命 2 。高性能混凝土与一般材料的性能对比如表1所示。作者简介:房跃(198 3-),男,天津人,本科,高级工程师,主要研究方向为建筑工程、建筑材料。表1高性能混凝土与一般材料的性能对比高性能混凝CRC密实普通高强韧性高土(钢纤维配筋复合混凝土强钢材2%)材料抗压强度/MPa8
6、0120170160400抗拉强度/MPa5515100300500抗弯强度/MPa7100400约6 0 0抗弯强度/MPa15150密度/(kg/m)250025002800300040007800弹性模量/GPa506010060100210断裂能/(N/m)15015015002 1054 1062105刚度/质量比2 1073 1072.7 107/(m/s2)抗冻性中等优良优良抗腐蚀性能中等优良优良差1.2高性能混凝土中氯离子渗透的研究现状高性能混凝土可能受到氯离子渗透造成损害,由于氯离子的渗透导致钢筋锈蚀等问题,因此,限制氯离子渗透一直是HPC技术研究的热点之一。目前,关于HPC
7、中氯离子渗透的研究主要集中在以下几个方面。(1)添加掺合料。通过添加掺合料改善混凝土的微观结构和性能,从而抑制氯离子的渗透。调整混凝土配合比,使用高性能、低渗透的掺合料,如硅灰石、氯化钙和硅酸盐等,可有效降低氯离子的渗透。(2)自愈性混凝土。自愈性混凝土的微观结构具有类似于人体皮肤的自愈机制,能够通过微观孔隙产生的复合物快速修复孔隙,防止氯离子进一步渗透。472023年4月江西建材质量控制与检测(3)添加阻隔剂。添加防水剂、涂层和密封剂等阻隔剂,以形成氯离子渗透的物理阻隔层,从而减少混凝土中氯离子的渗透,提高混凝土的耐久性 32高性能混凝土原料及途径高性能混凝土主要通过优化常规混凝土的组合和添
8、加新型材料来实现其优异的性能。HPC中常用的制备原料有。(1)水泥。一般选用硅酸盐水泥,2 8 d左右强度可达到80MPa以上,而膨胀水泥的抗裂性和抗渗性较好,加人适量的膨胀水泥,以保证混凝土的强度和耐久性。水泥的用量通常为混凝土体积的7%15%。(2)细度模数。超细硅粉的比表面积通常在15 0 0 0 cm/g以上,硅酸盐水泥掺加超细硅粉可显著改善混凝土的力学性能和耐久性。细度模数在2.4左右的掺合料可在满足流动性的前提下,提高混凝土的密实度。矿物掺合料的用量通常为混凝土体积的2 0%30%。(3)骨料。常用的骨料包括大理石、花岗岩、玄武岩等,其抗压强度通常在10 0 MPa左右。骨料的用量
9、通常为混凝土体积的2 0%40%。(4)化学掺合料。矿渣粉的细度模数在40 0 m/kg以上,其掺加量为混凝土体积的2 0%30%。无氯化物掺合料的掺加量通常为混凝土体积的2%5%。聚羧酸减水剂的掺加量通常为水泥用量的0.2%0.4%。(5)高性能纤维材料。常用的聚丙烯纤维长度为6 19mm,其掺加量通常为混凝土体积的0.1%0.3%。炭纤维和玻璃纤维可提供更高的耐拉和抗折强度,但成本较高。3高性能混凝土离子渗透性测量3.1氯离子渗透测试快速氯离子迁移系数法(RCM)快速氯离子迁移系数法(RCM)是一种用于评估混凝土中氯离子迁移性能的实验方法。该方法使用电化学技术,通过测量混凝土试块中氯离子迁
10、移所需的时间和距离来评估混凝土的抗渗性能,可以提供有关混凝土中氯离子扩散和迁移行为的信息,帮助评估混凝土结构的耐久性能 4。RCM氯离子扩散系数参照GB/T500822009普通混凝长期性和耐久性能试验方法标准中的快速氯离子迁移系数法进行试验。测试前,应对试件进行真空保水处理。在测试试件两端可接入2 5 30 V的电压,试件分别浸入一定浓度和一定质量分数的NaOH溶液和NaCI溶液,根据初始电流确定测试电压。通电完毕后取出试件,可将试件在压力机作用下切割开,在切割表面处喷涂一定浓度的AgNO3溶液,计算氯离子扩散系数。对于取得的结果TangLuping(R CM 法)提出了以下系数标准,详见表
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