第一篇文獻講解

AstudyondurabilityofconcreteusingCaO-2Al2O3powderundermarineenvironment海洋環(huán)境下添加CaO-2Al2O3粉末的混凝土的耐久性研究主要內(nèi)容1.引言2.實驗方案3.結(jié)果與討論4.結(jié)論5參考文獻1.引言：提出問題與可能的解決方案問題：1Onthesestructuresconstructednearseaorinthecoastalenvironment,earlierprogressofthedeteriorationduetochlorideattackmadetheirendurancefalloffandurgentneedintherepairisrequired。

氯離子侵蝕環(huán)境下的建筑老化嚴重，急需維修或拆除；問題2.Thealmosttechniques,whichareputtopracticaluseforrepairofexistingstructuresorextensionofservicelifeofnewlyconstructedonesinthechlorideattackenvironmenthaven’tbeenfamiliarizedtothepublicyetbecauseofitscostandtechnicalproblems由于經(jīng)濟問題和技術(shù)問題，修復(fù)已有建筑物或者延長新建建筑物使用壽命的技術(shù)還沒有被大眾所熟知。由此提出需要新開發(fā)一種可以適應(yīng)此種惡劣環(huán)境的新型混凝土，以延長此種環(huán)境下建筑物的使用壽命。

2.可能的解決方法Infuture,extendingthelifeoftheconcretestructureinlargescaleandawidevarietyofapplicationsisimportant.Thedevelopmentofanewtechnologythatcombineslowcostandsimpleworkabilityisnecessaryassoonaspossible.

在未來，延長大規(guī)?；炷两ㄖ锖拖鄳?yīng)的應(yīng)用程序的使用壽命是非常重要的。必須開發(fā)既經(jīng)濟又簡單易操作的新技術(shù)，而且越快越好?？赡艿慕鉀Q方案—本文的研究對象Acountermeasuremethodtoreducethedamagefromthechlorideattackwiththelowcostperformance,amineraladmixturebasedonCaO·2Al2O3isnewlydeveloped.

新開發(fā)了一種基于一種鋁酸鈣（此后稱作“CA2”）CaO·2Al2O3的礦物摻合料作為低成本的減少氯離子侵蝕破壞的對策方法。主要的化學(xué)反應(yīng)7Ca(OH)2+CaO·2Al2O3+19H2O→2(3CaO·Al2O3·Ca(OH)2·12H2O）(1)3CaO·Al2O3·Ca(OH)2·12H2O+2Cl-→3CaO·Al2O3·Cal2·11H2O+2HO-(2)反應(yīng)機理theadmixturereactswithcalciumhydroxideincementandproducesHydro-calumite(herein-after-calledas“HC”)whenitismixedinconcrete當(dāng)混凝土拌合后，這種外加劑與水泥中的氫氧化鈣反應(yīng)生成Hydro-calumite（此后稱為“HC”）(K.Tabara,2010)。起作用的原因oneofwhichistocombinewithchlorideionsinconcretetoproduceFriedel’ssaltasshownintheEq.(2)一個作用是在混凝土中如公式（2）所示的結(jié)合氯離子生成Friedel鹽，anotheristomakeconcretemoredenseconditionbyfillingeffectinpores(K.Tabara,2011).另一個作用是通過孔隙填充作用使混凝土更加的密實。2.實驗方案（1）試件Inthisexperiment,usingtheconcretewith50%ofwater-binderratio,compressivestrengthtestandneutralizationtestiscarriedoutusingcylindricalspecimensofΨ10×20cm.本試驗采用水灰比為50%的混凝土，制成尺寸為Ψ10×20cm的圓柱體的試件來測量其抗壓強度和抗中和作用的性能。（2）試驗方法exposedtomarineenvironmenttoexaminedurabilityunderchlorideattack.海水養(yǎng)護，以此來判斷混凝土在氯離子侵蝕環(huán)境下的耐久性。forexaminingdurabilityforneutralization,theacceleratedtestisused.采用加速測試方法來檢驗其在中和作用下的耐久性。

thedepthofneutralizationismeasuredonsplittingsurfaceofconcretespecimensbythephenolphthaleinmethod.混凝土試件開裂表面的中和深度采用酚酞測試法來測量。氯離子滲透情況Inthecaseofchlorideionpermeabilitytest,thespecimenshaving15×15×15cmofdimension用尺寸為15×15×15cm的試件來測試氯離子的滲透情況。

Theyarecoatedwithepoxyresinexceptthetestsurfaceofacubicspecimeninordertolimitthechlorideionpenetrationtoaone-waydirection.為了保證氯離子單向滲透，試驗將所用的立方體試塊除了測試面之外的所有表面都涂上了環(huán)氧樹脂。

Tomeasurechlorideion,adryconcretecorewith5.0cmofdiameterby5.5cmoflengthistakenfromthespecimen’ssurface.為了檢測氯離子（的滲透深度），從試件的表面取出了一個直徑為5.0cm高為5.5cm的干的混凝土芯。

Then,itisslicedintosixpiecesincludingonewith0.5cmthicknessfromthecoresurfaceandotherswith1cmthicknesseach.然后將它切成6片，其中最表面的一片厚度為0.5cm，剩下的厚度均為1cm.TheamountofchlorideionismeasuredtocomplywithJCI-SC4.將測得的氯離子含量與JCI-SC4進行比較看是否符合標準。鋼筋腐蝕情況

Itisaprismaticspecimenof10×10×40cmwith2reinforcingsteelbarsofD10at2cmcoverthicknessandthoseat3cmcoverthickness.

這是一個尺寸為10×10×40cm的棱柱體試塊，內(nèi)置直徑為10mm的鋼筋，上表面鋼筋保護層厚度為3cm，下表面的鋼筋保護層厚度為2cm。

NaturalpotentialofrebarismeasuredinaccordancewithJSCE-E-601-2000,("Testmethodforhalf-cellpotentialofuncoatedreinforcingsteelbarsinconcretestructures").鋼筋自然電位的測量是參照標準JSCE-E-601-2000進行的（“混凝土結(jié)構(gòu)中裸露鋼筋半電位測試方法”）。2.2Materialsandmixproportions

材料和配合比1）ordinaryPortlandcementconcrete(“OPCconcrete”).普通波特蘭水泥混凝土2）CA2asanmineraladmixtureCA2作為一種礦物添加劑3）Seasandisusedasfineaggregate用海砂作為細骨料

4)Crushedstoneisusedascoarseaggregate碎石做粗骨料5）Chemicaladmixtures：Airentrainingwaterreducingagent(AE1)andairentrainingagent(AE2)化學(xué)添加劑：加氣減水劑(AE1)和引氣劑(AE2)。6）fly-ash，blastfurnaceslagfinepowder粉煤灰，高爐礦渣細粉各種材料的化學(xué)組成表1.化學(xué)組成：X射線熒光光譜儀分析結(jié)果實驗中所用混凝土的配合比表2.混凝土配合比3.RESULTSANDDISCUSSION結(jié)果和討論3.1Compressivestrength

抗壓強度ThecompressivestrengthtestresultsforspecimensundernormalwatercuringandtidalzoneareshowninFigure3andFigure4respectively.

表3和表4分別說明了普通水環(huán)境和潮汐環(huán)境下試件的抗壓強度。

圖3.普通水養(yǎng)護條件下的抗壓強度

圖4.潮汐環(huán)境下的抗壓強度

3.2Propertiesofchlorideionpenetration

氯離子滲透性表3.一年后氯離子總量和滲透系數(shù)

Figure5showsthetotalchlorideioncontentdistributioninthespecimen.圖5所示為試件中全部氯離子的含量的分布情況。Figure6showstheapparentdiffusioncoefficientofchlorideionafteroneyearofexposure,whichisestimatedonthebasisoftheresultsofFigure5inaccordancewithJSCE-G573-2003(JSCEStan-dards,2004).

圖6顯示了試件暴露一年后氯離子的表觀測擴散系數(shù)，這個系數(shù)是根據(jù)標準JSCE-G573-2003(JSCE標準，2004)得到的圖5數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上估計得到的。

圖5.潮汐環(huán)境下1年試件的總氯離子含量

圖6.一年后混凝土中氯離子滲透系數(shù)Figure7showsthemeasurementresultsofsolublechlorideioncontentthatdirectlyaffectthecorrosionofrebar.圖7所示為直接影響鋼筋腐蝕的可溶氯離子含量的測試結(jié)果。

圖7.潮汐環(huán)境下一年后試件中可溶氯離子含量

Figure8showsaratiobetweenimmobilizedchlorideionandsolublechlorideoneineachconcrete.圖8顯示了混凝土中固化氯離子和可溶氯離子的比例。

圖8.一年后的氯離子總含量和擴散系數(shù)

3.3Electricpotentialofrebarinconcrete鋼筋的電位ElectricpotentialchangesofrebarovertimeareshowninFigure9andFigure10.圖9和圖10所示為鋼筋電位隨時間的變化。

保護層厚度為2cm處的鋼筋電位

保護層為3cm處的鋼筋電位

3.4Corrosionconditionsofrebar

鋼筋的腐蝕情況Corrosionarearatioonreinforcingsteelsinconcretesafter1yearofexposuretestisshowninFigure11,whereconcretesareexposedtotidalandsubmersionzones.如圖11所示為暴露試驗開始一年以后的混凝土中鋼筋腐蝕面積比，試驗中混凝土分別暴露在潮汐環(huán)境和淹沒環(huán)境下。

圖11.鋼筋腐蝕的面積比

3.5Resistancetocarbonation

抗碳化作用Figure12showscarbonationdepthofeachspecimenafter140daysoftheaccelerationtest.圖12所示為每個試件140后加速試驗的碳化深度。

圖12.140天后試件的碳化深度

4.CONCLUSION—結(jié)論（1）ConcretemixedwithCaO?2Al2O3,generallyhasthelowerstrengthcomparedtoOPCconcrete,asthecementcontentrelativelyreducesbecauseapartofitisreplacedbyCaO?2Al2O3.加入CaO?2Al2O3后的混凝土，其強度一般比OPC混凝土低，因為混凝土中2Al2O3,取代了一部分水泥。

Actually,however,thedifferencetendstobeverylesswhenexposedtomarineconditions.然而，實際上，當(dāng)暴露在海洋環(huán)境下之后，差別變得更小。

（2）BymixingCaO?2Al2O3inconcrete,theresistivityagainstchloridepenetrationinmarineenvironmentisimproved.通過加入CaO?2Al2O3，混凝土抵抗氯離子滲透的能力有所提高。

Consequently,replacementupto9%ofCaO?2Al2O3,wasalsopossibletogetgoodresults.即使水泥的取代量達到9%也可以取得較好的效果。

（3）TheimmobilizationofchlorideioninconcreteusingCaO?2Al2O3isalsosuperiorcomparedtoOPCconcret加入CaO?2Al2O3之后，混凝土固化氯離子的能力也比OPC混凝土強。

（4）ImmobilizationofchlorideionsandpenetrationresistanceofconcretecanbeobtainedbyusingCaO?2Al2O3withoutbeingaffectedbythemethodofinitialcuring.混凝土中因添加CaO?2Al2O3而提高的固化氯離子和抵抗氯離子滲透的能力并不受養(yǎng)護條件的影響。

（5）WhenusingCaO?2Al2O3inreinforcedconcrete,corrosionprotectionabilityofconcretecanincrease.混凝土中加入CaO?2Al2O3后，可以提高其抗腐蝕能力

Inotherwords,theincubationperiodofstructureconstructedinthechlorideattackedenvironment,suchasseaerea,willbeprolonged.

換種說法就是結(jié)構(gòu)在氯離子侵蝕環(huán)境，如海洋環(huán)境下的正常使用時間會延長。

（6）ComparedtoconcreteusingflyashandGGBS,concretewithCaO?2Al2O3hashigherneutralizationresistanceanditsperformanceissameastheordinarycementconc