混凝土氯離子結(jié)合能力范文

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《低溫建筑技術(shù)雜志》2014年第五期

1試驗(yàn)程序

1．1室內(nèi)浸泡和現(xiàn)場(chǎng)暴露試驗(yàn)腐蝕溶液為從青海察爾汗鹽湖運(yùn)回的鹽湖鹵水，用等離子光譜測(cè)定的化學(xué)成分件見(jiàn)表2。試驗(yàn)干濕循環(huán)制度:恒溫60℃烘箱烘8h，室溫下冷卻2h，浸泡50h;作為一次干濕循環(huán);同時(shí)在鹽湖鹵水中進(jìn)行自然浸泡試驗(yàn)。

1．2混凝土取樣和氯離子分析測(cè)試混凝土梁分別置于試驗(yàn)室鹽湖鹵水中和鹽湖現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，腐蝕22個(gè)月后，將鋼筋混凝土梁運(yùn)回試驗(yàn)室，80℃烘干24h，冷卻到室溫后，用鉆頭對(duì)干燥的鋼筋混凝土構(gòu)件分層取樣，深度依次為0～5mm、5～10mm、10～15mm、15～20mm和20～25mm。每個(gè)構(gòu)件鉆孔的數(shù)量為8個(gè)，對(duì)于收集的混凝土粉末，用孔徑0．16mm的方孔篩過(guò)篩，以除去粗顆粒。自由氯離子濃度(Cf)采用水溶法溶樣，其化學(xué)分析方法參照國(guó)家交通部標(biāo)準(zhǔn)JTJ270－98《水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程》。

2試驗(yàn)結(jié)果及分析

2．1鋼筋混凝土梁氯離子隨深度變化規(guī)律由圖1、2(a)、(b)是鋼筋混凝土梁自由氯離子濃度和結(jié)合氯離子濃度均隨擴(kuò)散深度的增加而降低，隨著混凝土強(qiáng)度的增加而降低，相同深度情況下，鹽湖鹵水浸泡環(huán)境下的氯離子濃度高于鹽湖現(xiàn)場(chǎng)暴露的氯離子濃度。這是因?yàn)辂}湖鹵水浸泡，加快了氯離子滲透的速度。同時(shí)由于擴(kuò)散的是一個(gè)緩慢的過(guò)程，所以氯離子的濃度隨著深度增加而降低。利用數(shù)值軟件進(jìn)行回歸分析可得，自由氯離子和結(jié)合氯離子濃度與擴(kuò)散深度均呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，如式(1)和式(2)所示:散深度，mm。表3給出各鋼筋混凝土梁在不同試驗(yàn)環(huán)境下的自由氯離子和結(jié)合氯離子的試驗(yàn)常數(shù)。

2．2氯離子結(jié)合能力與擴(kuò)散深度的變化規(guī)律混凝土的氯離子結(jié)合能力R定義為:

2．3浸泡和現(xiàn)場(chǎng)暴露鋼筋混凝土梁氯離子結(jié)合能力相關(guān)性系數(shù)以參數(shù)K為氯離子結(jié)合能力相關(guān)性系數(shù)，因此K值可按式(5)計(jì)算:式中，K為氯離子結(jié)合能力相關(guān)性系數(shù);RI和Rdw分別為在鹽湖浸泡環(huán)境下和干濕循環(huán)環(huán)境下的氯離子結(jié)合能力;aI，aDW，βI和βDW均為試驗(yàn)常數(shù)其值見(jiàn)表4，a和b為試驗(yàn)常數(shù)見(jiàn)表4所示;x為氯離子擴(kuò)散深度，mm。從表4可知，參數(shù)a和b均隨著混凝土抗壓強(qiáng)度的增大而降低，因此可以建立抗壓強(qiáng)度與參數(shù)a和b的回歸方程。將式(8)代入式(5)得到浸泡氯離子結(jié)合能力、混凝土抗壓強(qiáng)度和擴(kuò)散深度與暴露氯離子結(jié)合能力的關(guān)系式(9)式中，RI和RDW分別為在長(zhǎng)期浸泡和干濕循環(huán)環(huán)境下的氯離子結(jié)合能力;fC是混凝土抗壓強(qiáng)度，MPa，x是氯離子擴(kuò)散深度，mm。

3結(jié)語(yǔ)

(1)通過(guò)自然浸泡試驗(yàn)和干濕循環(huán)試驗(yàn)，自由氯離子濃度和結(jié)合氯離子濃度均隨擴(kuò)散深度的增加而降低，隨著混凝土強(qiáng)度的增加而降低，同深度情況下，干濕循環(huán)的氯離子濃度高于自然浸泡的氯離子濃度(2)在氯離子環(huán)境下，自由氯離子濃度、結(jié)合氯離子濃度、氯離子結(jié)合能力與擴(kuò)散深度均符合指數(shù)函數(shù)關(guān)系，由回歸得到的相關(guān)系數(shù)非常顯著。(3)隨著氯離子擴(kuò)散深度和混凝土的抗壓強(qiáng)度的增加，氯離子結(jié)合能力相關(guān)性系數(shù)K呈指數(shù)函數(shù)形式遞減，混凝土的抗壓強(qiáng)度超過(guò)40MPa，K值均大于1，研究成果可用于短期的預(yù)測(cè)實(shí)體結(jié)構(gòu)不同深度內(nèi)的氯離子結(jié)合能力，長(zhǎng)期的需要進(jìn)一步的研究。

作者：李長(zhǎng)成張立明何忠茂單位：吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院甘肅土木工程科學(xué)研究院