干湿循环流动水侵蚀混凝土试验性能研究

赵晓娜,于永齐

（商丘学院,河南 商丘 476000）

干湿循环流动水侵蚀混凝土试验性能研究

赵晓娜,于永齐

（商丘学院,河南 商丘 476000）

为模拟海水动态变化对氯离子侵蚀混凝土的影响，本文采用干湿循环流动水模拟海水的动态变化，并以长期浸泡作为对比。试验结果表明：两种工况下氯离子侵蚀混凝土机理有所不同，前者以毛细吸附为主，后者以扩撒作用为主。干湿循环流动水状态下氯离子侵蚀的速度大于长期浸泡下氯离子的侵蚀速度。

氯离子侵蚀；干湿循环流动水；长期浸泡；毛细吸附；扩散作用

1 引言

在海洋环境中，钢筋混凝土结构早期破坏的主要原因是氯离子引起的钢筋锈蚀。混凝土结构中的钢筋锈蚀会导致混凝土涨裂，保护层失去作用，从而引起钢筋与混凝土之间的粘结力下降，使得结构的承载力和耐久性降低，甚至影响结构的安全性。由于海洋混凝土结构所处环境复杂多样，有相当一部分混凝土处于干湿循环环境下，如海岸混凝土工程、内陆盐湖地区混凝土工程等，处于此种环境下的混凝土构件遭受氯离子侵蚀破坏最为严重[1]。鉴于海水流动是动态变化的，因此采用干湿循环流动水来模拟海水的动态变化是可行的，并且关于这方面的报道还不多见。因此，本文拟研究干湿循环流动水、长期浸泡试验对混凝土中氯离子渗透性能的影响。

2 试验原材料与试验方法

2.1 原材料

水泥：42.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰：本地火力发电厂生产Ⅰ级粉煤灰；中砂：细度模数为2.6；石子：采用5—20mm的碎石,颗粒级配良好。

2.2 配合比

本次试验每组内粉煤灰掺量采用等量取代法，取代率分别为10%，20%和30%。加上基准混凝土，共进行了12组，每组试块4个，进行抗氯离子渗透试验研究。离子含量均自外向内降低。并且干湿循环流动水状态下不同深度的氯离子浓度大于长期浸泡状态下的氯离子浓度。除此之外，前者的表层氯离子浓度远大于后者表层的氯离子浓度，这说明氯离子在两种工况下的传输机理是不同的。在长期浸泡工况下，氯离子在混凝土试件中的传输以扩散为主，原因是由于表层与内部之间存在着氯离子含量差，驱使盐分靠扩散机理向内部扩散，其侵蚀速度基本符合Fick第二定律[2]。在干湿循环流动水状态下，由于水流的流动使得溶液的浓度处于均一、稳定的状态。当试块处于浸泡状态时，氯离子以扩散作用在内部传输，当处于干燥状态时，会导致水流方向逆转，并从毛细孔流出蒸发，使得表层盐分含量增加，加剧扩散作用，下一次浸泡时，氯离子由于毛细管的负压吸收作用而导致氯离子随水吸入以及随后氯离子在湿度梯度作用下与毛细管水一起在混凝土中传输[2]。

2.3 试验方法

本实验采用边长为100mm的混凝土立方体试块，在试块拆模后，放入标准养护室养护60天，然后将试件在60℃温度下烘干48小时。经过烘干后的试块，除留下相对的两面，其余表面用石蜡予以密封。然后分工况分别放入到10%的NaCl溶液中，一种进行长期浸泡试验，一种进行干湿循环流动水浸泡试验，干湿循环流动制度为：溶液中浸泡两天，自然环境中干燥两天，作为一次干湿循环周期。试验60天后，切片测定混凝土不同深度的氯离子浓度。

氯离子含量测定采用NJCL-H氯离子含量快速测定仪。工作原理为：先用标准浓度对仪器进行标定，拟合出一条曲线，再用标定后的仪器测量氯离子浓度。

3 试验结果及分析

注：FC0、FC0.1、FC0.2、FC0.3分别代表粉煤灰掺量为0、10%、20%、30%.

图1是干湿循环流动水和长期浸泡工况下，氯离子浓度随深度变化的对比图。由图可知，由于氯离子是由混凝土表面向里侵入，因而无论是干湿循环流动水试件，还是氯盐长期浸泡试件，混凝土中的氯

4 结论

（1）干湿循环流动水和长期浸泡工况下氯离子侵蚀混凝土的机理有所不同，前者是扩散和毛细吸附作用，并以毛细吸附为主。后者以扩散作用为主。（2）干湿循环流动水状态下氯离子侵蚀速度大于长期浸泡下状态下氯离子侵蚀速度。 （3）干湿循环流动水状态下表层氯离子浓度大于长期浸泡状态表层氯离子浓度。

[1]丁平华,高建明,汪延秀.干湿循环作用下混凝土抗氯离子侵蚀研究[J].福建建筑,2009(12).

[2]姬永生,袁迎曙.干湿循环作用下氯离子在混凝土中的侵蚀过程分析[J].工业建筑,2006,36(12):16-23.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.212

赵晓娜(1987-),女,河南平顶山人,硕士,研究方向：结构抗震及混凝土耐久性。