混凝土结构中氯离子加速渗透试验与寿命预测

论文摘要

混凝土结构的耐久性问题日趋严重,以氯离子侵蚀为出发点的混凝土结构的耐久性和寿命预测也成为目前研究的热点。但由于混凝土自身组成特性、化学结合能力、离子间的相互作用、以及混凝土表面形成的双电子层都对氯离子的扩散行为有明显的影响,因此采用Fick定律、Nernst-Planck方程或Nernst-Einstein方程计算所得的渗透系数来描述氯离子在混凝土中的传输和寿命预测是不合适的。基于现有加速氯离子渗透试验装置存在的缺陷,本研究设计开发了多通道变电压氯离子渗透装置,该装置具有以下优点:（1）较大的阴极室和阳极室容积可以降低温度对试验结果的影响;（2）耐腐蚀的纳米电极;（3）数据自动采集系统,060V直流电源和6个测试通道;（4）阴极室与阳极室之间加设试件固定室,使试件与整个测试装置始终处于同一环境下,而且试件的厚度不受限制;（5）该装置可以测量通过试件的电流和溶液中氯离子浓度,并且所测得结果具有很好的可重复性。对水中养护28d的水泥砂浆氯离子渗透性研究表明:水灰比对水泥砂浆的氯离子渗透性影响显著。水灰比越大,水泥砂浆的氯离子渗透性越大;粉煤灰水泥砂浆的氯离子渗透性高于基准水泥砂浆,随着粉煤灰掺量的增加,水泥砂浆的氯离子渗透性明显增大;磨细矿渣等量取代水泥10%、20%和30%时,氯离子渗透性低于基准水泥砂浆,等量取代水泥40%时,氯离子渗透性高于基准水泥砂浆;硅灰的掺入降低了水泥砂浆的氯离子渗透性,硅灰掺量越大,降低的越明显。相同应力水平作用下混凝土的变形随水灰比的增大而增大;混凝土的变形随粉煤灰掺量的增大而增大,且均大于基准混凝土的变形;矿渣掺量分别为10%、20%和30%时,混凝土的变形随矿渣掺量的增大而减小,且均小于基准混凝土的变形,矿渣掺量为40%时,混凝土的变形明显大于基准混凝土的变形;混凝土的变形随硅灰掺量的增大而减小。未加载混凝土中,水灰比越大,混凝土氯离子渗透性越高;粉煤灰掺量越

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 混凝土结构的耐久性
• 1.2 混凝土结构的耐久性与混凝土的渗透性
• 1.2.1 抗冻性与混凝土渗透性关系
• 1.2.2 碳化与混凝土渗透性关系
• 1.2.3 钢筋锈蚀与混凝土渗透性关系
• 1.3 混凝土渗透性的测试方法及研究现状
• 1.3.1 透水法
• 1.3.2 透气法
• 1.3.3 混凝土氯离子渗透性测试方法
• 1.3.4 采用渗透性评价混凝土耐久性研究现状
• 1.4 本论文研究的目的和意义
• 1.5 本文研究内容
• 第2章 原材料与研究方案
• 2.1 原材料
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 矿物掺合料
• 2.1.3 超塑化剂
• 2.1.4 粗集料
• 2.1.5 细集料
• 2.1.6 拌合水
• 2.2 研究方案
• 2.2.1 多通道变电压氯离子渗透装置的研制
• 2.2.2 水泥砂浆氯离子渗透性的研究
• 2.2.3 重复压应力作用下混凝土变形性能
• 2.2.4 重复压应力作用后混凝土氯离子渗透性
• 2.2.5 混凝土氯离子加速寿命试验与寿命预测
• 第3章 多通道变电压氯离子渗透装置的研制
• 3.1 引言
• 3.2 多通道变电压氯离子渗透装置的研制
• 3.2.1 电极对加速氯离子在混凝土中渗透的影响
• 3.2.2 本研究方法电量的测量
• 3.2.3 本研究方法相关性
• 3.3 试验基本操作步骤
• 3.4 本章小结
• 第4章 水泥砂浆氯离子渗透性研究
• 4.1 引言
• 4.2 水泥砂浆的配比及制备
• 4.3 水泥砂浆的氯离子渗透性
• 4.3.1 水灰比对水泥砂浆氯离子渗透性影响
• 4.3.2 粉煤灰掺量对水泥砂浆氯离子渗透性影响
• 4.3.3 磨细矿渣掺量对水泥砂浆氯离子渗透性影响
• 4.3.4 硅灰掺量对水泥砂浆氯离子渗透性影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 重复压应力作用下混凝土的变形性能
• 5.1 引言
• 5.2 混凝土变形的多元组成
• 5.3 时间和环境条件对混凝土力学性能的影响
• 5.4 混凝土配合比及其基本性能
• 5.4.1 混凝土配合比
• 5.4.2 基本性能
• 5.5 重复压应力作用下混凝土的变形性能
• 5.5.1 水灰比对混凝土变形性能的影响
• 5.5.2 粉煤灰对混凝土变形性能的影响
• 5.5.3 磨细矿渣对混凝土变形性能的影响
• 5.5.4 硅灰对混凝土变形性能的影响
• 5.6 本章小结
• 第6章 重复压应力作用后混凝土氯离子渗透性
• 6.1 引言
• 6.2 试验过程
• 6.3 试验结果及分析
• 6.3.1 重复压应力对不同水灰比混凝土氯离子渗透性的影响
• 6.3.2 重复压应力对粉煤灰混凝土氯离子渗透性的影响
• 6.3.3 重复压应力对矿渣混凝土氯离子渗透性的影响
• 6.3.4 重复压应力对硅灰混凝土氯离子渗透性的影响
• 6.4 本章小结
• 第7章 混凝土氯离子加速寿命试验与寿命预测
• 7.1 引言
• 7.2 混凝土加速寿命试验内容与设计原则
• 7.2.1 加速寿命分析模型
• 7.2.2 加速寿命试验设计原则
• 7.2.3 加速寿命试验标准
• 7.3 混凝土结构使用寿命的判据
• 7.3.1 使用寿命的判据
• 7.3.2 氯离子临界浓度
• 7.4 混凝土氯离子自然渗透的试验分析
• 7.5 混凝土寿命加速预试验
• 7.5.1 固定试件厚度的加速寿命预试验
• 7.5.2 固定加速电压的加速寿命预试验
• 7.6 混凝土加速寿命试验与寿命预测
• 7.7 加速寿命试验方法在工程中的应用
• 7.8 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A
• 攻读博士期间发表的学术论文
• 致谢
• 个人简历