解析混凝土的抗氯離子滲透性能研

1、解析混凝土的抗氯離子滲透性能研究】改善混凝土抗氯離子滲透的措施摘要：隨著科技經(jīng)濟的不斷發(fā)展，耐久性能優(yōu)異的高性能混凝土在建筑工 程中得到了越來越廣泛的應用?；炷恋哪途眯韵騺硎遣牧峡茖W以及技術探究 的重點之一，它直接影響到建筑物的使用壽命。而混凝土的抗氯離子性是衡量混凝土耐久性的最重要指標之一，另外，當 前通常用混凝土的抗氯離子性能來表示混凝土的抗?jié)B透性能。本文就針對混凝 土的抗氯離子滲透性能研究進行簡要的解析。關鍵詞：混凝土抗氯離子滲透性能研究： TU37：A ：一、氯離子對混凝土產(chǎn)生的負面影響混凝土中，鋼筋銹蝕機理一般分為化學腐蝕以及電化學腐蝕，其中的電化 學腐蝕的危害更為強大。堿性條件下

2、，由于鋼筋表面有一層鈍化膜，能夠自我 保護，進而不被銹蝕。但是當混凝土中的堿度降低的時候，鈍化膜就會變得不 穩(wěn)定，腐蝕微電池就會形成，進而銹蝕鋼筋。如果鋼筋所處環(huán)境中存在著氯離 子，那么氯離子就會加快電化學腐蝕的速度，其中的作用機理是： 1.損壞金屬鈍 化膜金屬表面的氯離子吸附在鈍化膜上面，能夠降低混凝土的局部堿性， 進而損壞鈍化膜； 2.導電 一方面，氯離子能夠降低混凝土的電阻，這樣一來 就加速了鋼筋的電化學腐蝕速度，另一方面，氯離子會提高混凝土的吸濕性， 這樣也會降低混凝土的電阻，進而加快電化學腐蝕速度；3.氯離子能夠產(chǎn)生電化學腐蝕當中的陽極去極化作用，最終加快電化學腐蝕 速度。二、影響混

3、凝土抗氯離子滲透性能的主要因素混凝土抗氯離子滲透性能主要和混凝土的配合比、內(nèi)部孔隙率以及空隙液 組成等等相關，下面簡要地討論一下影響混凝土抗氯離子滲透性能的主要因 素。1/ 5一）混凝土的配合比混凝土的配合比中如果水灰比增大的話，混凝土內(nèi)部的孔隙率就會隨之提 高，進而會導致氯離子的擴散系數(shù)增大。所以，混凝土的水灰比務必要在某種 程度上反映出混凝土自身的密實度，一定要按照一定的比例進行配合。（二）混凝土的孔隙堿度研究學者通常認為氯離子會損壞金屬的鈍化膜，不單單只是取決于鋼筋周 遭混凝土孔隙中氯離子的濃度，更為重要的是 Cl OH 。著名的 Housmann學 者在研究中指出，只要 Cl OH 的

4、值小于等于 0.6，鋼筋就不會被輕易激活。三、當前混凝土抗氯離子滲透性能的主要試驗方法（一）ASTM C1202xxASTM C1202是美國材料試驗協(xié)會制定的關于測試混凝土抗氯離子滲透性能 的標準試驗方法。美國 ASTM C1202的測試過程為：把 ?42英寸大小的混凝土 試樣進行真空飽水后，將試樣放置在標準夾具里面，再用 0.3NNaOH溶液以及 3%wtNaCl溶液給予試樣 60V的直流電，時間為 6 個小時，期間記錄流過的電 量，最后根據(jù)記錄評價出混凝土滲透性能的高低。試驗裝置以及試驗環(huán)境的溫 度要控制在 2025之間。美國 ASTM C1202這個試驗的假設十分簡單，就是陰離子在電場

5、的作用之下 會從負極移向正極，在同樣的試驗環(huán)境中，若是遷移量越多（電量越大）的 話，則表示被檢測試樣的滲透性能就越大。由于試驗假設過于簡單，導致了眾 多學者對其試驗結果的質(zhì)疑。后來通過大量的試驗證明， ASTM C1202比較適合 測試電量在 10003000 庫侖的混凝土，即為 C30C50之間的中等強度混凝土， 另外對于小于 1000或者是大于 3000 庫侖的試樣視為同一等級?？偠灾?，雖 然 ASTM C1202存在著或多或少的缺陷，但是它至今依然是測試混凝土抗氯離子 滲透性能的標準方法，當前，北美、歐洲、東南亞國家在驗收高性能混凝土的 時候，一般仍是沿用 ASTM C1202法，所測

6、結果電量在 1000 庫侖以下為合格。（二）RCMxx2/ 5RCM方法唐路平的方法，不過修改了一些具體細節(jié)。它的測試過稱 為：選用 ?100mm50mm 的標準試樣，試樣在實驗室制作的時候，在試驗前 7d 選用 ?100mm300mm 或者 150mm150mm150mm 加工制作成標準試樣，打磨 光滑之后繼續(xù)浸泡在水里面養(yǎng)護到試驗期。需要注意的是，試樣在實體混凝土 結構中進行鉆取的時候，應該先將試驗切割成標準尺寸，然后在標準的養(yǎng)護水 池中浸泡 4d，再進行試驗。實驗室溫控制在 1822，試樣在安裝之前務必要進行 100140s 超聲浴處 理。采用 30V直流電進行試驗，陽極選用 300ml

7、的 O2mol/l 的氫氧化鉀溶 液，陰極選用 2 moll 的氫氧化鉀溶液，氫氧化鉀溶液要包含 5%的氯化鈉， 通電時間一般為 4168 小時。試驗后，劈開試樣，選用 0.1mol/l 的硝酸銀溶液 來測試氯離子的滲透深度，最后再用公式計算出氯離子的擴散系數(shù)。（三）NELxx清華大學提出了 NEL法。該測試方法采用 100mm100mm50mm 或 者 ?100mm50mm 的標準試樣，另外需要切除試樣表層 20mm，這樣就可以避免 試樣受到浮漿層的影響。試驗之前要將試樣制作成標準尺寸，把試樣置于真空（真空度要低于 - 0.05MPa）干燥的容器中，時間為 6 小時，然后加入 4mol/l

8、的氯化鈉溶液，抽 真空 2小時，之后再將試樣在氯化鈉溶液中浸泡 24 小時。而用 NEL型的混凝土 滲透性能電測儀測定氯離子滲透系數(shù)的時候，測試時間較短，通常只需要 58 分鐘。（四）自然擴散法自然擴散法的過程是將養(yǎng)護完成了的試樣浸泡在氯離子溶液中，一段時間 后，就可以切片測量不同深度的氯離子含量。試驗中，研究者都是根據(jù)情況來 決定試樣尺寸以及浸泡溶液的離子種類、數(shù)量。通常情況下，自然擴散法的測 試時間較長，浸泡時間必須達到 90d 以上。四、混凝土抗氯離子滲透性能試驗的相關意見3/ 5混凝土從本質(zhì)上說來是一種不均勻的材料，不管是成型的混凝土試樣還是 現(xiàn)場才澆筑而成的混凝土，它們的表面都比內(nèi)部

9、容易滲透，所以為了更好地研 究混凝土的抗氯離子滲透性能，在試驗之前，就必須再三思索該選用何種尺寸 的試樣以及在試樣的何處部位進行試驗等等問題。（一）采用何種尺寸的試樣由于我國主要是選用立體試樣，針對成型試樣，建議 ASTM C1202法、 NEL 法以及自然擴散法采用 100mm100mm100mm 的長方體試樣，而 RCM法選 用 ?100mm200mm 的圓柱體試樣。（二）試樣的試驗時間由于當前的高性能混凝土中皆加入了大量的礦物摻合料，這種礦物摻合料需要較長的時間才能產(chǎn)生二次水化，所以建議選用 56d 的試驗時間。（三）試樣的切割試驗必須考慮可重復性和離散性，所以在試驗中選用的試樣性能必須

10、比較 穩(wěn)定，要選用切除試樣表層后剩下的部分進行試驗。 100mm100mm100mm 的 成型試樣，要沿著平行與成型面的方向進行切割試樣，切除 20mm30mm，如 果是 ?100mm200mm 的試樣，要切除表層 5060mm。（四）實驗室溫度考慮到當前混凝土成型和養(yǎng)護的具體條件要求，實驗室的溫度通常要控制在 2025。結束語總而言之，混凝土的耐久性向來是材料科學以及技術探究的重點，它直接 影響到建筑物的使用壽命。而混凝土的抗氯離子性是衡量混凝土耐久性的最重 要指標之一，當前通常采用混凝土的抗氯離子性能來表示混凝土的抗?jié)B性能。 本文首先簡要地分析了氯離子對混凝土產(chǎn)生的負面影響，其次分析了影響混凝 土抗氯離子滲透性能的主要因素，然后再解析當前混凝土抗氯離子滲透性能的 主要試驗方法，最后提出了混凝土抗氯離子滲透性能試驗的相關意見，以此希 望能夠有效地通過試驗更好地研究混凝土的抗氯離子滲透性能。4/ 51 王永亮,戚家權 .混凝土抗氯離子滲透性能的影響因素 J.低溫建筑技 術,xx,30(4):26-27.2 黃維蓉,周建廷,楊德斌等 .高寒地區(qū)混凝土抗氯離子滲透性能試驗研究 J. 公路,xx,(2):137-143.3 毛安慰 .組成材料對混凝土抗氯離子滲透性能的影響 D.浙江