桥梁桩基高性能混凝土的抗氯离子侵入性研究

论文摘要

钢筋锈蚀是引起混凝土破坏的最主要因素,是混凝土结构面临的最主要问题之一。大多数高性能混凝土结构的破坏是由于氯离子侵入到混凝土钢筋表面,并达到一定临界浓度时引起的钢筋锈蚀所致。本文对三类高性能混凝土进行了试验研究,采用试验测试与理论分析相结合的研究方法,重点研究混凝土的氯离子渗透性,配制抗氯盐高性能混凝土。为提高混凝土的抗氯离子渗透性,本文所用混凝土均掺加矿物掺合料和化学外加剂。试验调试的三类高性能混凝土为双掺矿物混凝土、C35单一矿物防腐混凝土、C35两种矿物防腐混凝土。分别对三类混凝土进行了标准养护后力学性能和氯离子渗透性能的测试和分析,讨论其强度与渗透性的线性相关性。试验结果显示双掺矿物混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能均良好。C35单一矿物防腐混凝土的强度与C35双掺矿物混凝土差别不大,但抗氯离子渗透性(尤其是28d)比C35双掺矿物混凝土差,56d的抗氯离子渗透性稍好,但除粉煤灰固体防腐混凝土外,其他3种混凝土与C35、C50双掺矿物混凝土相比抗氯离子渗透性较差,不满足抗氯盐高性能混凝土的要求。C35两种矿物防腐混凝土中粉煤灰和矿渣微粉固体防腐混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性均好于液体防腐剂混凝土和C35双掺矿物混凝土,并与C50双掺矿物混凝土接近,满足抗氯盐高性能混凝土的基本性能要求,具有较强的工程可用性。对双掺矿物混凝土进行盐溶液长期浸泡试验,分析显示双掺矿物混凝土溶液浸泡后的质量变化微小,强度抗蚀系数较高,氯离子渗透性很低,双掺矿物混凝土的抗氯盐、抗氯盐与硫酸盐复合侵蚀的性能较好。对C35、C50双掺矿物混凝土以及C35两种矿物防腐混凝土进行冻融循环的测试,混凝土冻融循环评定指标表明其抗冻性能较好,冻融循环后的氯离子渗透性很低,4种混凝土的耐冻融破坏性能和抗氯离子渗透性能均较好。本文C50双掺矿物混凝土以及C35两种矿物固体防腐混凝土的基本性能和盐溶液长期浸泡性能及冻融循环性能均良好,为抗氯盐高性能混凝土。另外本文还对氯离子腐蚀的影响因素和钢筋防腐措施进行了理论分析,提出了抗氯盐高性能混凝土的技术要求,提出京沪高铁桥梁桩基混凝土抗氯离子侵蚀的防护措施,并采用合理的现场检测和监测技术对桩基混凝土耐久性进行长期监控和研究,以保证工程质量可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 氯离子侵蚀性研究的重要性
• 1.2 氯离子的来源与侵入混凝土的途径
• 1.3 氯离子对混凝土中钢筋的腐蚀条件与机理
• 1.4 氯离子腐蚀的影响因素
• 1.5 氯离子腐蚀钢筋的防腐技术
• 1.6 抗氯盐高性能混凝土防腐的技术要求
• 1.7 国内外著名大桥氯离子防腐措施
• 1.8 课题来源与研究内容
• 1.8.1 课题的来源
• 1.8.2 本文的研究内容
• 第2章 氯离子渗透性
• 2.1 混凝土渗透性
• 2.2 氯离子扩散试验方法
• 2.2.1 盐溶液长期浸泡试验
• 2.2.2 压力渗透技术
• 2.2.3 电加速氯离子扩散试验方法
• 2.3 氯离子扩散理论研究
• 2.4 混凝土强度和冻融破坏与氯离子渗透性的关系
• 2.4.1 混凝土强度与氯离子渗透性的关系
• 2.4.2 混凝土冻融破坏与氯离子渗透性的关系
• 第3章 本文所用混凝土及其基本性能
• 3.1 混凝土基本性能试验概述
• 3.1.1 力学性能
• 3.1.2 氯离子渗透性
• 3.2 混凝土原材料
• 3.3 双掺矿物混凝土
• 3.3.1 混凝土配合比
• 3.3.2 试验结果
• 3.3.3 试验结果分析
• 3.4 C35单一矿物防腐混凝土
• 3.4.1 混凝土配合比
• 3.4.2 试验结果
• 3.4.3 试验结果分析
• 3.5 C35两种矿物防腐混凝土
• 3.5.1 混凝土配合比
• 3.5.2 试验结果
• 3.5.3 试验结果分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 盐溶液长期浸泡与冻融循环试验
• 4.1 盐溶液长期浸泡试验
• 4.1.1 试验方案
• 4.1.2 试验结果
• 4.1.3 试验结果分析
• 4.2 冻融循环试验
• 4.2.1 混凝土的冻害机理
• 4.2.2 冻融循环试验简介
• 4.2.3 C35双掺矿物混凝土的冻融循环试验
• 4.2.4 四种混凝土的冻融循环试验
• 4.3 本章小结
• 第5章 本课题氯离子腐蚀的防护
• 5.1 京沪高铁桥梁桩基抗氯离子侵蚀防护措施
• 5.2 抗氯盐高性能混凝土的施工注意事项
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目