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混凝土耐久试验箱的产品特点

 更新时间:2012-12-10 点击量:2560

一、混凝土耐久试验箱介绍:

混凝土结构耐久性是一个长期过程,混凝土结构在自然环境和使用环境下(包括日晒雨淋、高温高湿等),随着时间的推移,材料逐渐老化和结构性能劣化,出现损伤甚至损坏,导致其安全性和使用性出现问题L1]。海工结构混凝土的破坏常常是由化学侵蚀或化学、物理和机械荷载的共同作用引起的。海洋工程和滨海工程的混凝土结构长期处于海水和潮湿空气中,海水中含有大量的氯盐,镁盐和硫酸盐,可与混凝土中的水泥水化产物Ca(0H)。作用后生成CaC1。、CaSO 等溶于水的物质,NaC1又提高其溶解度,从而增大了混凝土的孑L隙率,削弱了材料的内部结构强度,使混凝土遭受腐蚀_2]。氯离子引起的钢筋锈蚀导致海工结构混凝土破坏是zui主要原因,也zui为常见。抗氯离子渗透性实验是评价海工混凝土耐久性的一种有效方法和指标。海工混凝土的耐久性研究及其评估是当今研究的热点课题。然而,当前研究混凝土的耐久性和寿命预测大多数是荷载和单一盐溶液的简单复合作用下混凝土的损伤得到的,其中未考虑结构混凝土实际所处环境、气候和海水中多种离子的共同作用等影响,不能客观地反映实际结构混凝土的耐久性和服役寿命E¨]。
文章利用墙体耐候性热雨试验系统,将混凝土试块均匀地堆成柱状,进行升温至70℃—— 海水喷淋—— 静置循环,研究其对混凝土性能的影响,并选取钢筋阻锈剂、粉煤灰、渗透结晶材料对比研究其对混凝土耐久性的影响。
二、试验内容介绍:
1、原材料与混凝土配比
水泥:龙麟P.O 42.5,龙岩水泥厂生产;砂:河砂,细砂,细度模数1.9;碎石:5~25 mm;减水剂:禾泰HT一120萘系减水剂,减水率25%左右;水:自来水;钢筋: 6 mm线材,截断至100 mm左右长使用,厦门众达钢铁有限公司生产,使用前打磨光亮;阻锈剂:市售水剂,中国建筑科学研究院生产的MS一601;粉煤灰:二级,厦门电厂生产;渗透结晶涂料:厦门冶建科技有限公司生产,JS渗透结晶防水涂料。采用C3o、C5o两个强度等级,分别不掺、 表1 混凝土配比表 kg/m。掺加钢筋阻锈剂(2 )、粉煤灰(1.2倍取代水泥15 )、渗透结晶材料(2 ),(减水剂2 9/6)共8种配比分别进行试验,基础配比如表1所示。
2、试验方法
热雨试验所用仪器为墙体耐候性热雨试验系统,参数设置为:8 h为1个循环,其中升温至70℃后保温
3 h,喷室温海水1 h,静停降至室温4 h。仪器设置24个喷头,可连续喷洒室温新鲜清洁海水,每个喷头可覆盖直径2 m 以上,保证每个试块都能被喷淋到。
混凝土电通量测试方法:参照国标GB/T50082-2009(普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行。所用仪器为上海璟瑞仪器设备有限公司生产的混凝土电通量测试仪。混凝土扩散系数测试方法:RCM法,参照国标GB/T50082-2009{普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行。钢筋混凝土内钢筋腐蚀电位测试方法:钢筋混凝土所用混凝土配比同上,钢筋插入距混凝土两个边缘20 mm左右处,至规定龄期时,用冲击钻凿使钢筋尾端外露20~30 mm,测试所用仪器为进口CANIN+型钢筋锈蚀检测仪。
三、试验过程
1、素混凝土抗压强度对比
混凝土成型后养护28 d测试立方体抗压强度,28 d后放人热雨试验箱中90个循环后测试抗压强度,得到试验结果如图1所示。由图1可以看出,掺加阻锈剂和粉煤灰的混凝土28 d抗压强度有不同程度下降,掺加渗透结晶材料的混凝土试块28 d抗压强度较空白试块变化不大,其中掺加粉煤灰的试块强度下降明显,C30级下降达16 ,C50级下降13 9/6,试验采用粉煤灰1.2超量取代15 水泥,混凝土强度下降幅度与水泥取代率相近;热雨试验后混凝土试块强度有不同幅度增长,其中掺加阻锈剂的混凝土试块抗压强度仍然稍低,较未掺试块降低10 左右,掺加粉煤灰的混凝土试块强度增长突出,热雨试验后C30级掺粉煤灰试块抗压强度与空白试块持平,C50甚至高于未掺试块,原因是热雨类似于蒸压养护,对粉煤灰活性激发*,掺渗透结晶材料的混凝土试块强度仍与空白试块相当。说明掺加阻锈剂对混凝土强度不利,粉煤灰1.2超量取代水泥对28d强度下降幅度与水泥取代率相近,热雨条件能有效激发粉煤灰活性,亦利于水泥强度发挥,渗透结晶材料的渗透结晶作用对混凝土强度影响不大。
2、素混凝土渗透性能变化
a、扩散系数比较
混凝土成型后养护至28 d测试各种混凝土RCM法扩散系数,28 d后放入热雨试验箱中90个循环后测系数相差不大,表明强度等级较高者抗氯离子渗透能力较强;热雨试验后,混凝土试块扩散系数相对有所升高,只有C5F和C5S试块(即C50级掺加粉煤灰和渗透结晶材料的试块)扩散系数相对28 d龄期试块低,其中C30级试块升高明显,掺阻锈剂的试块扩散系数较大,基本满足抗压强度较低者,扩散系数相对较大的规律,说明混凝土密实程度越高,扩散系数越小,即抵抗氯离子渗透能力越强。造成热雨试验后扩散系数较28 d龄期试块大的原因应该是热雨试验使用的是海水,试块经热雨试验循环后氯离子有所渗入,导致劈开测量氯离子渗透深度时较实际大,故计算得到的扩散系数值提高,氯子的渗入深度与混凝土的密实性相关,试块越密实,强度越高,氯离子渗入越少,测得扩散系数越小。热雨试验造成干湿循环可能会加速氯离子的渗入。
b、电通量比较
混凝土成型时将钢筋埋人位置,养护至28 d测试各种混凝土的电通量,28 d后放入热雨试验箱中经9O个循环后测试电通量,试验结果如图3所示。由图3可以看出,28 d龄期C30级混凝土试块的电通量明显大于C50的,同等级混凝土试块电通量相差较大,表明混凝土强度低的,渗透性较好,抗氯离子渗透能力较差,与抗压强度规律吻合较好;热雨试验后,混凝土试块电通量降低,其中C50级试块降低明显,特别是C5F和C5S试样电通量较低,抗压强度较低者,电通量相对较高。表明电通量大小与混凝土密实性相关良好。混凝土扩散系数和电通量试验结果表明:混凝土强度越高,渗透性越低,抗渗性越好,在相同环境下,混凝土的密实程度与其扩散系数和电通量等渗透性能是相关的。阻锈剂的掺人使混凝土的渗透性能提高,抗渗性下降,对混凝土不利;粉煤灰的掺入和活性发挥能降低混凝土的渗透性,提高抗渗性;渗透结晶材料的掺入对强度影响不大,但能降低混凝土的渗透性,提高抗渗性。热雨试验后,测得扩散系数较28 d龄期增大,电通量降低,电通量更能真实反映混凝土渗透性能。因为扩散系数测试值主要由劈开氯离子扩散深度决定,氯离子的渗入对结果影响较大,而电通量测试的是氯离子等在混凝土中迁移产生的电量大小,渗入氯离子须在其中发生迁移才对结果产生影响,故更能反映混凝土渗透性能。
c、各混凝土的钢筋腐蚀电位分析
混凝土成型后养护28 d凿开使钢筋部分裸露,测试各混凝土内钢筋腐蚀电位,观察腐蚀情况,28 d后放人热雨试验箱中经9O个循环后测试混凝土内钢筋腐蚀电位,观察腐蚀情况,试验结果如图4所示。由图4可以看出,28 d龄期C30级混凝土内钢筋腐蚀电位稍高于C50的,掺阻锈剂试块钢筋电位较低,基本与各试块强度规律相符,钢筋电位在一1O0~一150 mV水平,观察钢筋表面呈褐红色(钝化膜),无明显锈蚀;热雨试验后,钢筋腐蚀电位明显升高,C30级混凝土升高更加明显,其电位升至一200 mV左右,观察其钢筋表面呈褐红色,但有少许点蚀,表明有氯离子渗透进入距混凝土表面2 cm范围内,到达钢筋表面;C50级混凝土内钢筋腐蚀电位相对较低,特别是掺加粉煤灰的试块和涂抹渗透结晶材料的试块腐蚀电位较低,其中钢筋未见锈蚀。说明混凝土强度较高者,密实度较高,其中钢筋较难锈蚀;热雨条件下,掺加阻锈剂可降低混凝土内钢筋电位,即有防锈效果,掺加粉煤灰和渗透结晶材料对钢筋电位降低有利,对结构混凝土耐久更有利。

四、结果与讨论
1、热雨试验能较好反映各混凝土的耐久性能,总体来说,高等级混凝土耐久性好于低等级混凝土;电通量测试更能客观反应混凝土的渗透性能。
2、阻锈剂的掺人降低混凝土内钢筋的腐蚀电位,但降低混凝土的强度,降低抗渗性;粉煤灰的替代掺人降低了混凝土早中期强度,但可明显提高后期强度,提高抗渗性,降低钢筋腐蚀电位;渗透结晶材料对混凝土强度影响不大,但提高密实性,提高抗渗性,降低钢筋腐蚀电位。总体看来掺人渗透结晶材料对结构混凝土耐久性zui为有利。
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