混凝土氯离子抗渗性测试法研究现状与未来
()商丘学院土木工程学院,河南商丘４７６０００
摘 要:混凝土结构是当前建筑最常用的建筑结构形式,而由于混凝土材料特点,其耐久性成为严峻的问题.
通过从混凝土氯离子抗渗性的测试法的历史、操作以及试验存在的问题进行分析并对未来作出展望,对海滨环境下的混凝土防护具有较好的意义.
关键词:混凝土;氯离子;耐久性
:/中图分类号:TB 文献标识码:A doi１０．１９３１１．cnki．１６７２Ｇ３１９８．２０１８．２０．０８８j
苏 鹏 杜留杰
１ 引言
自混凝土结构产生以来,至今已有数百年历史.
随着建筑业的发展,工程中发现许多沿海城市建筑建成后不久,在远低于设计使用年限前就因为耐久性原因而出现结构损伤和局部破裂.结构在设计使用年限内,出现耐久性失效,不仅影响人们生活质量,而且会造成数倍于原建筑投资费用的损失.
世界著名专家P．混凝土材料破坏K．Metha指出,的最突出的是钢筋锈蚀,而此与混凝土抗渗性有关.而海工结构的混凝土直接遭受海水侵蚀或遭受海雾的侵蚀等诸多现象与氯离子渗透有关.因此,快速、准确的测定出混凝土的抵抗氯离子的渗透性能对于混凝土的耐久性防护具有十分重要的意义.
氯离子渗透进入混凝土材料本身是一个很复杂的过程,其中包括通过孔结构和毛细孔的自然渗透、毛细水吸力、扩散作用和电化学迁移,并且还伴随着物理吸附和化学结合作用.除此之外,其他离子成分也会进入到混凝土材料中.那么在混凝土的孔隙液中,不平衡的化学离子会产生静电势差,从而会引导氯离子的扩散.
自从１为了研究氯离子扩散进入混凝９８０年早期,土的机理,世界各地的实验机构和研究领域的专家开展了许多不同的实验研究方法.
图２ NTBuild４４３实验图
然而这两种方法对测试周期时间的消耗是巨大
的.尤其对于高性能混凝土,为了使混凝土内部扩散足够的氯离子浓度,两种试验周期可能会持续９０d甚至更久.２．２ 混凝土氯离子快速扩散性能测试法(RaidchloＧp
,)和非稳态混凝土氯离子快速迁ridepermeabilitRCPy
,移测试法(RaidchloridemirationRCM)pg
离子扩散基于电化学扩 为了减少实验测试周期,
散测试法被发明了出来,其中包括混凝土氯离子快速
,扩散性能测试法(和RaidchloridepermeabilitRCP)py
非稳态混凝土氯离子快速迁移测试法(Raidchloridep
,.mirationRCM)g
２ 试验方法及存在的问题
２．１ 离子自然扩散
对于离子自然扩散,当前有两大主流测试法被普遍用来测试氯离子渗透混凝土.一个是盐池实验法(,另一个是容积扩AASHTOT２５９orASTMC１５４３)).散实验法(NordtestNTBuild４４３orASTMC１５５６
图３ ３RCP实验图
此方法主RCP最初是由Whitin９８１年提出,g在１
要通过直接测定混凝土的电导率或间接测定电阻率从而推定混凝土氯离子的抵抗能力.先后被美国公路运输局和美国试验与材料协会采纳为(AASHTOT２７７)
)和(标准.这种方法的主要弊端是电导ASTMC１２０２率或电阻率的测试结果并不能准确的反映氯离子的扩
散性能,因为氯离子在混凝土中的扩散性能主要取决于混凝土的孔结构,然而电导率或电阻率不仅仅取决
图１ AASHTOT２５９实验图
,作者简介:苏鹏(男,汉族,河南安阳人,硕士研究生,商丘学院土木工程学院教师,主要研究方向:建筑经济和混凝土１９９１－)
,结构耐久;杜留杰(男,汉族,河南商丘人,硕士研究生,商丘学院土木工程学院教研室主任,主要研究方１９８３－)
向:结构工程.
现代商贸工业
２０１８年第２０期
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工程管理与技术
于混凝土的孔结构而且还与混凝土孔隙液的导电性有很大关系.当测试混凝土中如果含有粉煤灰、硅灰、大比例的减水剂或者添加剂的时候,测试结果和真实值会有很大的偏差.
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提出R,C而M测试法是由唐路平和后分别被Nilsson在CTH高校
uild４９２和试行标准Nordtest和AASHTO采纳为NT测试法,TP６４.RCM测试法大体上类似于的渗透深度RCP然而取代了子的渗透性能.但是RCRRPCM采用的是直接测量氯离子的总传递电量从而表征氯离系数的时候需要氯离子C在M测试法在计算氯离子扩散
混凝土中的渗透深度,而这是很难测定的.在目前操作规程中,测定深度依赖于一维扩散系数方程的解即理论上混凝土内部氯离子渗透面的浓度曲线来预测.然而有关研究发现RCM测试法中的混凝土氯离子浓度曲线测定值与理论上的浓度曲线预测值有较大的差距.除此之外.如果在实验之R初CM实验要求混凝土内部不含氯离子混凝土内部已经含有氯离子,在RCM的实验过程中,内部氯离子将产生两种作用:①在电场环境下它们会发生迁移;②它们也和指示剂反应.这两种作用会影响到实验结果的准确性,严重时采用RCM的实验方法将不RCM能测出氯离子扩散系数.
实验改进与未来
对于上述实验存在的问题,一些学者专家提出了改进的意见.如:通过研究元素周期表,发现氯离子和碘离子具有极其相似的特性,那么将电迁移离子用碘离子替代氯离子(因为混凝土本身和侵蚀过程中并不含碘离子),并且将行改进,最终形成了R土碘离子扩散系数快速测定方法RCIM显色方法依据碘离子显M(RapidIo.di此方neM法igr对ati于on混)色进混凝凝土氯离子抗氯离子渗透系数测定精度大大提高.另外也有专家学者建立了暴露站,利用真实环境下混凝土侵蚀,为准确的测定实验数据提供了方便.
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