混凝土氯离子渗透性试验.docx

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1、耐久性在混凝土性能中占据重要位置，为使混凝土长期正常地使用，发挥其效能和经济效益,除了要求混凝土具有设计要求的强度,还必须按其所处的自然环境和特殊的使用条件,发挥其相应的特殊性能。如I：承受压力作用的混凝土，必须具有良好的抗渗性能；严寒地区遭受反复冻融作用的混凝土，必须具有良好的抗冻性。通过试验研究发现，碱矿渣混凝土的抗渗性能要优于普通硅酸盐混凝土，而其中，采用中性钠盐和水玻璃互掺的混凝土抗渗性能又要优于采用中性钠盐的混凝土。目前冻融循环只进行了25个循环，从试验结果来看，普通混凝土和碱矿渣混凝土都没有明显的质量损失和强度损失。1混凝土配合比混凝土配合比基于普通混凝土配合比设计规程进行设计，并

2、参考轻骨料混凝土技术规程。配合比见表1。表1混凝土配合比编号水泥陶粒砂水JZT480638607168编号水泥石子砂水JZS4801157607168编号Na2SO4矿渣水泥陶粒砂水ZXT4840824638607168编号Na2SO4矿渣水泥石子砂水ZXS48408241157607168编号Na2SO4Na2SiO3NaOH矿渣水泥陶粒砂水FHT367.14.940824638607168编号Na2SO4Na2SiO3NaOH矿渣水泥石子砂水FHS367.14.94082411576071682试映方法1.1 混凝土氯离子渗透性试验本试验采用电通量法测定混凝土的抗氯离子渗透性能。采用AST

3、MC1202电通量法测试仪，测量混凝土试件在60V直流电压下6h通过的电量以评价混凝土的渗透性。该方法通过测定流过混凝土的电量，快速评价混凝土的渗透性高低。ASTMCl202方法基本原理是阴极溶液（氯化物溶液）中负离子（氯离子）被吸引到正极，所以所测的电通量就是氯离子渗透量。按照StandardTestMethodforElectricalIndicationofConcretesAbilitytoResistChlorideIonPenetration（ASTMC1202-12）进行试验,具体步骤如下:（1）按照错误!未找到引用源。混凝土配合比，将混凝土拌合物浇筑到100mm100mm100

4、mm的试模，24h后拆模，进行标准养护，养护到27d时，将混凝土切割成IoommX100mmX50mm的两个试块。（2）对试块进行电通量测试。测试时，将试件进行真空饱水处理id,处理后试块侧面用密封材料密封，然后安装在玻璃槽中。试件阴极一端注入3%的NaCI溶液，阳极一端注入0.3mol/L的NaOH溶液。试件安装好之后，对其两端施加石60V直流电压。然后开始每隔5min记录一次电流，待电流稳定后每隔30min记录一次，持续记录6h。测试装置见图1、图2。保水装置见图3。图3真空保水机(3)最后计算通过混凝土试件的总电量，用总电量来评估混凝土抵抗氯离子侵蚀的能力。每组试验用3个试件，取算术平均

5、值作为每组的试验结果。该方法的评价标准方法如表所示。表2ASTMCI202总导电量标准及其对混凝土的分类6h总电量库仑氯离子渗透性典型混凝土4000高高水灰比(0.6)2000-4000中中水灰比(0.40.5)1000-2000低低水灰比(0.3-0.4)100-1000很低乳液改性、内封闭、硅灰混凝土100可忽略聚合物或浸渍混凝土2. 2混凝土冻融循环试验本试验参照普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准(GB/T50082-2009)所规定的慢冻法进行试验。本试验采用全自动低温冻融循环试验机，见图4。测量混凝土试件在达到规定冻融循环次数后通过质量损失率或强度损失率来评价混凝土的抗冻性。具

6、体步骤如下：图4全自动低温冻融循环试验机具体步骤如下：（1）按照错误!未找到引用源。混凝土配合比，将混凝土拌合物浇筑到100mm100mmX100mm的试模，24h后拆模，进行标准养护，养护到24d时，将混凝土放入水中浸泡4d,经浸泡后的试件，取出后用湿布擦出表面水分后，对试件进行编号、称重，然后按编号放入碳化箱的试件架上。（2）冷冻试件应在冻融箱内温度降至J80C时开始计算。冻融箱内温度在冷冻时应保持在（-20-18）,每次冻融循环中，试件的冷冻试件不应小于4h。冷冻结束后，应立即加入温度为（1820）的水，融化试件不应小于4h,融化完毕视为该次冻融循环结束。（3）达到规定的冻融循环次数时，

7、应取出试件测定其强度及质量。当冻融循环出现下列三种情况之一时，可停止试验：1）已达到规定的循环次数；2）抗压强度损失率已达到25%；3）质量损失率已达到5%。3试验结果及分析2.1 混凝土氯离子渗透性试验混凝土氯离子渗透性试验结果见表3。表3混凝土氯离子渗透性试验结果编号No电通量（库仑）渗透性评价JZS2721.65中ZXS1516.79低FHS934.27很低JZT3983.96中ZXT2229.72中FHT1455.53低混凝土的氯离子渗透系数与水泥石的孔结构及混凝土的界面过渡区有密切相关,合理的水泥石孔径分布及致密的界面界面过渡区都会使得混凝土的抗渗性能更加优异。从试验结果来看，无论是

8、采用石子还是陶粒，碱矿渣混凝土的电通量均要低于普通混凝土，同时，FH组的电通量又要低于ZX组。其主原因在于，矿渣的细度比普通硅酸盐水泥大，其参与水化反应的接触面积大.另外，矿渣还具备更强的物理填充作用，因此碱矿渣混凝土的水泥石结构比普通混凝土更密实，孔隙率更低。另外，有研究显示，碱矿渣混凝土的界面不存在薄弱环节，其显微硬度要高于水泥石基体，界面更加致密。因此，碱矿渣混凝土抗渗性能要优于普通混凝土。从前面的水化程度试验可以看出，同龄期，FH组的矿渣水化程度要高于ZX组,因此FH组的孔结构应该比ZX组更加致密，所以FH组抗渗性能要由于ZX组。3. 2混凝土冻融循环试验混凝土冻融循环试验结果见表4。

9、混凝土的抗冻标号是以同时满足试件强度损失率AR不超过25%,重量损失率AG不超过5%时的最大冻融循环次数来表示。表4混凝土冻融循环试验结果?AG外观评定JZS4.4%0%少量剥落、裂纹ZXS3.2%0%少量剥落、裂纹FHS3.3%0%少量剥落、裂纹图5JZS25次冻融循环后表面图6ZXS25次冻融循环后表面图7FHS25次冻融循环后表面关于冻融循环破坏的机理一般认为是混凝土内部在某一冻结温度下存在结冰的水和过冷的水，结冰的水产生体积膨胀及过冷的水发生迁移，从而产生膨胀压力和渗透压力，致使混凝土遭受破坏。可见混凝土冻结时发生膨胀和开裂需要高饱和度水。多孔性和渗透性高的混凝土，水分易渗透进去，易重

10、新达到饱和状态，因而这种混凝土易遭受冻融破坏。从试验结果来看，无论是普通混凝土还是碱矿渣混凝土,在25次冻融循环之后，质量根失率和强度损失率都很小。根据冻融循环的机理以及抗渗性能试验的结果，我们有理由相信，碱矿渣混凝土的抗冻性能应该优于普通混凝土。这还要等进一步的试验结果进行验证。4结论混凝土的耐久性与混凝土水泥石结构及界面过渡区有着密切的联系,优良的微结构能大大提高混凝土的耐久性。由于矿渣细度大于普通硅酸盐水泥，所以其反应的接触面更大，同时矿渣还具有更强的物理填充效应，所以碱矿渣混凝土的水泥石结构要优于普通混凝土。另外，碱矿渣混凝土界面过渡区要优于普通混凝土,因此碱矿渣混凝土的抗渗性能和抗冻性能均要由于普通混凝土。