搅拌工艺对混凝土强度及氯离子渗透性影响实验研究.
搅拌工艺对混凝土强度及氯离子
渗透性影响实验研究
蔡瑞环,欧阳东,黄华县,范圆圆
(暨南大学力学与土木工程系,广东广州510632
摘要:针对传统混凝土搅拌工艺中存在的问题,研究了先拌水泥砂浆法、先拌水泥净浆法、水泥裹砂法、水泥裹石法、粗细骨料全造壳法等二次搅拌工艺,测定其3d ,28d 的抗压强度和氯离子扩散系数,并与传统搅拌工艺进行了对比实验。实验结果表明:二次搅拌工艺能够提高混凝土的强度和氯离子抗渗性能,尤其是水泥裹砂法和粗细骨料全造壳法对改善混凝土的强度和氯离子抗渗性能的效果最为显著。
关键词:混凝土;二次搅拌工艺;氯离子扩散系数;耐久性;NEL 法中图分类号:TU 528.06
文献标志码:B
文章编号:1002-4972(200803-0009-05
Experimental Study on Influence of Chloride Ion's Permeability and Strength of Concrete by
Different Mixing Technologies
CAI Rui-huan ,OUYANG Dong,HUANG Hua-xian,FAN Yuan-yuan
(Department of Mechanics and Civil Engineering of Jinan University ,Guangzhou 510632,China
Abstract :To counter the existing problems in the process of traditional cement mixing,secondary mixing
techniques,such as pre-mix cement mortar,pre-mix cement paste,sand enveloped with cement paste,coarse aggregate enveloped with cement paste and aggregate enveloped with cement paste,are studied.The strength of compression and diffusing parameters of chloride ion in terms of 3days and 28days are measured respectively,and the experimental results have been compared with the results obtained by the traditional mixingprocess.The results showthat the strength ofcompression and diffusingparameters ofchloride ion could be increased bythose secondarymixingtechniques,among which the sand enveloped with cement paste and aggregate enveloped with cement paste are most effective.
Key words :concrete;secondary mixing;chloride ion diffusion
coefficient;durability;NEL method
收稿日期:2007-08-20
作者简介:蔡瑞环(1985—,男,硕士研究生,主要研究方向为混凝土材料及结构耐久性。
一百多年来,混凝土搅拌工艺追求的目标是“匀质性”。最具代表性的观点是英国著名混凝土学者A.M.Neville 于1963年在Properties of Concrete 一书中所称:“搅拌的目的是使全部骨料颗粒的表面都被水泥浆包裹,使混凝土各组分混合成一种均匀的物质;而且,由搅拌机往外卸料的过程中这种匀质性也要保持不破坏”。在这个理论指导
下,出现了各种不同的所谓的“二次投料”混凝土搅拌工艺,比较典型的是先拌水泥砂浆法、先拌水泥净浆法、水泥裹砂法、水泥裹石法、粗细骨料全造壳法(又称裹砂石法等“分次投料”搅拌工艺。20世纪80年代中期,我国也先后出现了先拌净浆法、先拌砂浆法、水泥裹砂法、净浆裹石法、粗细骨料全造壳法等“分次投料”搅拌工
2008年3月
第3期总第413期
Mar.2008
No.3Serial No.413
水运工程
Port &Waterway
Engineering
2008年??水运工程
艺。其中,由于先拌净浆法、先拌砂浆法和水泥裹砂法没有进行系统的实验研究,效果不稳定,强度离散大,未能在工程中加以推广应用。20世纪80年代,齐齐哈尔市3个试点单位及铁道部建筑总公司的应用情况表明,粗细骨料全造壳法具有明显的技术经济效益。20世纪90年代初,铁道部十五局在裹砂石法的基础上研制成功了“HFW 型混凝土分次投料微机通用控制器”,实现了该工艺的自动控制,为提高该工艺增强效果的稳定性提供了切实保证。
二次投料混凝土搅拌工艺在不增加原材料,不延长搅拌时间的基础上,可以有效提高混凝土的工作性能、力学性能、氯离子抗渗性能、减少水泥的用量,因此具有重要实用价值与研究的意义。并据有关资料介绍,采用二次投料混凝土搅拌工艺,对混凝土的性能有较大的影响[1-3]。
目前,有关搅拌工艺对混凝土强度影响的文献较多,但很少有搅拌工艺对混凝土氯离子渗透性能影响的研究报道,更没有对5种不同混凝土二次搅拌工艺做系统的
研究的文献报道。鉴于此,本文比较系统地研究对比了6种不同搅拌工艺对混凝土工作性能、强度和氯离子扩散系数的影响,探讨了其作用机理。并重点探讨了粗细骨料全造壳法显著改善混凝土强度和耐久性的机理。
氯离子渗透性能反映了混凝土的密实程度以及抵抗外部介质向混凝土内部侵入的能力,是评价混凝土耐久性的重要手段之一,具体评价标准见表1所示。
1实验材料、仪器与方法
1.1实验材料
水泥为金羊牌PⅡ42.5硅酸盐水泥;砂为广州西江河砂,Mx=2.86,中砂级配Ⅱ区;石料为碎石,5￣25mm连续粒径分布;减水剂采用高效缓凝减水剂WH-Ⅱ-A;采用天津市化学试剂一厂的NaCl(分析纯。
1.2实验主要仪器
搅拌机为浙江上虞市胜飞试验机械厂制造的60L SJD60型单卧轴强制试验搅拌机;压力机为上海华龙测试仪器有限公司生产的全自动WEY-3000微机液压压力实验机;混凝土渗透性电测仪为清华大学研制,北京耐尔科技有限公司生产的NEL-PDR 型快速混凝土渗透性电测仪。
1.3实验方法
本实验采用混凝土传统搅拌工艺和二次投料[2]搅拌工艺,以其3d,28d的抗压强度和氯离子扩散系数为评价标准来评定各种搅拌工艺的优劣。
所谓传统混凝土搅拌工艺是指将砂、石、水泥、水、减水剂等所有原材料一次性投入混凝土搅拌机,搅拌数分钟后再出料;二次投料搅拌工艺是在考虑混凝土中各组分相互均匀混合作用的基础上,利用投料、搅拌顺序对混凝土内部结构形成的影响,综合提高其性能的工艺方法[4]。具体搅拌方法见表2所示。
本实验采用6种不同搅拌工艺(编号分别为A1,A2,A3,A4、A5,A6,同一配比,搅拌时间4min,仅改变投料的顺序,详细配合比如表3所示,并测定新拌混凝土的坍落度(表4。混凝土抗压强度实验采用100mm×100mm×100mm试件,测出混凝土强度再乘折减系数0.95;混凝土氯离子扩散系数试验采用!100mm×50mm的圆柱体试件,NaCl溶液配为4mol/L。试件总共24组,
表1NEL评价混凝土渗透性标准
水灰比28d强度/
MPa
C l-扩散系数
/(10-10cm2.s-1
渗透性等级渗透性评价
>0.6<30>1000Ⅰ很高0.45￣0.630￣40500￣1000Ⅱ高0.4￣0.4540￣60100￣500Ⅲ中0.35￣0.460￣8050￣100Ⅳ低0.3￣0.3580￣1005￣50Ⅴ很低0.2￣0.3100￣2005￣10Ⅵ极低<0.2>200<5Ⅶ可忽略
表2不同搅拌工艺具体搅拌方法
搅拌工艺具体搅拌方法
传统搅拌工艺(A1水泥,石,砂,水,减水剂(4min→出料
先拌水泥砂浆法
(A2
水泥,一半水,砂,减水剂(2min→
另一半水,石(2min→出料
先拌水泥净浆法
(A3
水泥,水,,减水剂(1min→
砂,石(3min→出料
水泥裹砂法(A4
砂,一半水(1min→水泥(1.5min→
另一半水,石,减水剂(1.5min→出料水泥裹石法(A5
水泥,一半水(1min→石(1.5min→
另一半水,减水剂,砂(1.5min→出料粗细骨料全
造壳法(A6
一半水,砂,石(1min→水泥(1.5min→
另一半水,减水剂(1.5min→出料
10
??
第3期表3
混凝土配合比
W/C W/(kg ?m -3C/(kg ?m -3S/(kg ?m -3G/(kg ?m -3S d /%减水剂/%0.55 187
340740113339.51.5
表4
不同搅拌工艺混凝土工作性
编号A1A2A3A4A5A6坍落度/mm 190165170175180175是否泌水轻微否否否否否是否离析
轻微
否
否
否
否
否
抗压强度试验和氯离子扩散试验各12组,每组为
3块,放在标准养护室中养护,分别测其3d 、28d
抗压强度和氯离子扩散系数。
氯离子扩散系数的测定采用NEL 法,是清华大学路新瀛根据Nernst-Einstein 方程建立的混凝土渗透性快速测定法,基于测量饱盐混凝土电导率,从而计算混凝土的氯离子扩散系数来评价混凝土的渗透性的新方法。优点是:既适用于普通混凝土也适用于高性能混凝土、测试时间短、结果可靠性高、稳定性好。该实验方法已经列入
2004中国土木工程学会标准CCES 01-2004,作为
当前混凝土结构耐久性设计与施工中检测混凝土渗透性的先进方法推荐使用,并得到前工程院院士吴中伟教授的较高评价。具体方法是将混凝土成型一定厚度的试件,养护一定龄期后,放入
NEL-VJ 混凝土真空饱盐设备进行真空饱盐,饱盐
一定时间后测试其扩散系数,一般测试时间为一个试块6min 。
2实验结果与分析2.1
实验结果
试验主要考查混凝土的抗压强度和氯离子渗
透性系数,实验结果见图1,图2,表5。6种不同搅拌工艺新拌混凝土的工作性能见表4所示。
2.2传统搅拌工艺和二次搅拌工艺作用机理普通混凝土的破坏一般是发生在水泥浆与集
料的界面,主要是因为现有的混凝土传统搅拌工艺几乎是所有固相材料同时倒入搅拌机中,在加水搅拌过程中使砂石表面形成了一层自由水膜,削弱了水泥浆与集料的粘结,使水泥浆体的作用没有完全发挥出来。此外,水泥颗粒被石子夹裹,加水后易形成水泥小团粒并包裹拌和水,不易被
搅拌均匀,导致水泥不能充分水化,降低了混凝土质量。国内外资料显示:相同条件下用不同搅拌工艺,得到的混凝土拌和物的品质是不一样的,
表5不同搅拌工艺混凝土强度及Cl -扩散系数
图2不同搅拌工艺混凝土氯离子扩散系数
图1
不同搅拌工艺混凝土抗压强度
蔡瑞环,等:搅拌工艺对混凝土强度及氯离子渗透性影响试验研究
A230.1212.64.6959.4A328.556.84.7558.3A428.677.24.37515.6A526.51-
0.94.7807.828
A139.182.661A239.611.12.4577.7A341.185.12.5344.8A441.395.62.4358.5A539.97 2.02.4268.8A6
44.23
12.9
2.315
13.0A629.209.24.23718.3
A126.745.185
3
龄期/d
编号
强度/
MPa
强度
提高/%Cl -扩散
系数/
(10-8
cm 2?s -1Cl -扩散
系数减少/%11
2008年??水运工程
因为混凝土的某些特性依赖于各组分进入搅拌机
的顺序[4-5]。
普通混凝土强度主要取决于骨料强度、水泥石强度以及水泥石和骨料界面过渡区的粘结强度。大量研究表明,传统的一次搅拌形成的混凝土,在距骨料表面约
100μm以内,有着明显的界面“过渡区”,在这一过渡区,存在水灰比梯度、密度梯度和强度梯度,水泥浆体本体结构致密,显微硬度较高,而过渡区结构疏松,显微硬度低,成为混凝土中最薄弱的环节,也成为有害离子最容易渗透的通道[6-7]。
采用二次投料混凝土搅拌工艺,当将搅拌均匀的砂浆、水泥净浆等与骨料再次搅拌时,其中的水是整个配比中的一部分,从而使骨料表面的水膜受到抑制或减少了水膜层的厚度,造成了相对较低的水胶比区,这样较为有效地克服或改善传统混凝土骨料界面这一薄弱环节。采用SEM对两种不同搅拌工艺混凝土界面的形貌进行观察,可以发现:采用一般搅拌工艺的混凝土,界面结构较为疏松,有较多大孔;而采用二次搅拌的混凝土界面结构较为密实,孔隙小,数量少。仔细观察界面中的孔隙,一般工艺的混凝土在孔内充满大量定向排列的Ca(OH
2
晶体;而二次搅拌工艺混凝土的孔中主要是纤维状的水化产物,只有少
量小尺寸Ca(OH
2
抗氯离子渗透性
评价高性能混凝土耐久性综合指标-抗氯离子渗透性及其研究现状 摘要：结合国内外高性能混凝土耐久性研究的现状，在近年来基于氯离子渗透的高性能混凝土耐久性预测模型，分析了将抗氯离子渗透性作为评价高性能混凝土耐久性的综合指标的可行性和必要性，对于制定高性能混凝土的耐久性设计规范具有参考意义。 关键词：高性能混凝土；耐久性；氯离子抗渗；综合指标 Aggregative indicator evaluating the durabil ity of HPC：Chloride ion resistance and present status BA Heng jing ，ZHA N G Wu man ，DEN G Hong wei (Civil Engineering Institute ，Harbin University of Technology ，Harbin 150006 ，China) Abstract ：Based on the prediction models and the domestic and foreign present status of the durability of HPC, the chloride ion resistance was used as an aggregative indicator to evaluate the durability of HPC. The importance and the feasibility were analyzed, which had significant reference for constituting standard of the durability of HPC. Key words ：HPC；durability ；chloride ion resistance ；aggregative indicator 1 引言 近年来，国内外土木工程界对高性能混凝土耐久性问题十分关注，作了大量的试验研究，工程技术人员对混凝土耐久性的认识程度也不断加深。我国新出台的混凝土结构设计规范中很多章节已经提出了具体的耐久性规定。同时，我国第一部《混凝土结构耐久性设计及施工指南》也在2003年底正式颁布实施，该指南为设计和施工人员提供了环境作用下混凝土结构耐久性设计与施工的基本要求。大量科研成果的取得和国家规范的实施将实现混凝土结构全功能设计的目标向前推进了坚实的一步。 然而，目前对于高性能混凝土耐久性的评定没有统一的指标和方法，对其抗冻性、抗化学侵蚀性、抗钢筋锈蚀性、抗碳化性、抗碱—集料反应性、抗磨耗性、抗火性等等的试验和评价，基本上仍沿用对普通混凝土的试验和检测方法。但是，由于低水灰比、以及高效减水剂和矿物掺合料的掺入，高性能混凝土的性能与普通混凝土的性能相比产生了较大的差异，因此，普通混凝土的一些试验和检测方法已不适用于高性能混凝土，更无法将耐久性指标融入到混凝土结构设计理论中。 我国规范一贯按承载力极限状态来设计结构构件，再按正常使用极限状态来校核构件的设计思想，这样就决定了高性能混凝土耐久性设计应在肯定原有结构设计理论的基础上补充耐久性方面的要求，使得所选用的混凝土材料在满足结构承载能力的同时也可以达到足够的耐久性，在工程选材的环节把好“耐久性”关，实现从源头上解决结构的耐久性问题。 因此，目前亟待解决问题是：创建一个高性能混凝土耐久性的综合评价指标，该指标能够将各种环境因素影响效应集于一身。将其作为指导高性能混凝土结构耐久性设计的统一标准，便可以消除混凝土耐久性参数众多，各参数之间相关性难于把握的客观制约，为实现完全规范化的混凝土结构耐久性设计奠定坚实的基础。 国内外学者[1～4 ]经过大量调查和研究表明：绝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；钢筋锈蚀使其
水泥中氯离子的危害和预防
氯盐是廉价而易得的工业原料，它在水泥生产中具有明显的经济价值。一方面，它可以作为熟料煅烧的矿化剂，能够降低烧成温度，有利于节能高产；它也是有效的水泥早强剂，不仅使水泥3天强度提高50%以上，而且可以降低混凝土中水的冰点温度，防止混凝土早期受冻；另一方面，氯离子又是混凝土中钢筋锈蚀的重要因素。由于钢筋锈蚀是混凝土破坏的主要形式之一，所以，各国对水泥中的氯离子含量都作出了相应规定。 氯离子的来源主要是原料、燃料、混合材料和外加剂，但由于熟料煅烧过程中，氯离子大部分在高温下挥发而排出窑外，残留在熟料中的氯离子含量极少。如果水泥中的氯离子含量过高，其主要原因是掺加了混合材料和外加剂（如：工业废渣、助磨剂等）。因此，在我国水泥新标准中增加了“水泥生产中允许加入≤0.5%的助磨剂和水泥中的氯离子含量必须≤0.06%”的要求，充分体现出水泥行业对混凝土质量保证的承诺和责任心。 钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构耐久性的重要因素，是当前最突出的工程问题之一，已引起了各个国家的关注。大家不仅重视研究混凝土结构中的钢筋锈蚀与防护问题，并不断推出新的检验评价方法与监控防护措施。 钢筋的腐蚀分为湿腐蚀和干腐蚀两种。钢筋在混凝土结构中的锈蚀是在有水分子参与的条件下发生的腐蚀，属湿腐蚀。钢筋的锈蚀过程是一个电化学反应过程。使钢筋表面的铁不断失去电子而溶于水，从而逐渐被腐蚀；与此同时，在钢筋表面形成红铁锈，体积膨胀数倍，引起混凝土结构开裂。 企业是现代社会的基础，不仅是社会财富的创造者，也是社会责任的承担者；“人无信不立，企无信不长”，离开了社会的信任和支持，企业将失去发展的空间。水泥企业全面控制各品种水泥中的氯离子含量，是在履行一种社会的责任，也是避免钢筋锈蚀和混凝土开裂的最有效方法之一。为了更好地过渡和适应新的水泥标准的要求，水泥企业应该积极主动地做好以下工作。 1、深入学习新标准的各项规定和培训有关测试技能。水泥新标准是将原来的六 大通用水泥的三项标准（GB175、GB1344、GB12958）整合修订为一个标准：《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）。更新的内容很多，尤其增加了氯离子限量的要求，需要企业尽快购置标准指定的水泥氯离子测定仪，化验室工作人员要进行成分测定、仪器使用维护及校准知识和技能的培训。
混凝土拌合物、硬化混凝土中水溶性、酸溶性氯离子含量测试方法
附录A混凝土拌合物中水溶性氯离子含量快速测试方法 A.0.1本方法适用于现场或试验室的混凝土拌合物中水溶性氯离子含量的快速测定。 A.0.2试验用仪器设备应符合下列规定： 1氯离子选择电极：测量范围应为（5×10-5～5×10-1）mol/L；响应时间不大于2min；温度范围为（5～45）℃； 2参比电极：应为双盐桥饱和甘汞电极； 3电位测量仪器：分辨值应为1mV的酸度计、恒电位仪、伏特计或电位差计，输入阻抗不得小于7MΩ； 4系统测试的最大允许误差应为±10％。 A.0.3试验用试剂应符合下列规定： 1活化液：应使用浓度为5.0×10-4mol/L的NaCl溶液； 2标准液：浓度分别为5.0×10-1mol/L、5.0×10-2mol/L、 5.0×10-3mol/L、5.0×10-4mol/L 的NaCl标准溶液。 A.0.4试验前应按下列步骤建立电位-氯离子浓度关系曲线： 1氯离子选择电极应放入活化液中活化1h； 2将氯离子选择电极和参比电极分别插入浓度为5.0×10-1mol/L、5.0×10-2mol/L、5.0×10-3mol/L、5.0×10-4mol/L的NaCl标准液中，经2min后，采用电位测量仪分别测得两电极之间的电位值（图A.0.4）。将分别测得的4种浓度NaCl标准液的电位值标在E-lgC坐标上，建立E-lgC工作关系曲线； 3在测试每个NaCl标准液电位值前，均应采用蒸馏水对氯离子选择电极和参比电极进行充分清洗，并用滤纸擦干； 图A.0.4电位值测量示意图 1-电位测量仪；2-氯离子选择电极；3-参比电极；4-标准液或滤液
A.0.5试验应按下列步骤进行： 1试验前应先将氯离子选择电极浸入活化液中活化1h； 2采用筛孔直径为5.00mm的筛子对混凝土拌合物进行筛分，获得不少于600g的砂浆，放入烧杯中，插入氯离子选择电极和甘汞电极，经2min后测定其电位，平行测定两次；每次测量前应采用蒸馏水对氯离子选择电极和参比电极进行充分清洗，用滤纸擦干； 3根据测定的电位值，分别从E-lgC工作关系曲线上推算两份砂浆中的氯离子浓度，并应将两次氯离子浓度的平均值作为砂浆的氯离子浓度的测定结果。 A.0.6混凝土拌合物中水溶性氯离子含量应按下式计算： P C=C Cl?× β 1000 ×35.5×100% 式中：P C——混凝土拌合物中氯离子含量，以水泥重量计（%）； C Cl?——相应拌合水中氯离子浓度(mol/L)； β——混凝土水灰比。 A.0.7在同等条件下，可选用合适的氯离子快速测定仪取代氯离子选择电极、参比电极、电位测定仪，选用的氯离子选择复合电极对氯离子的测量范围应为5×10-5mol/L～5×10-1mol/L；响应时间≤2min；温度应为5℃～45℃。其它步骤与A.0.3~A.0.6同。
、氯离子对水泥性能的影响
1、氯离子对水泥性能的影响 水泥在没有C l-或C l-含量极低的情况下,由于水泥混凝土碱性很强,p H 值较高,保护着钢筋表面钝化膜使锈蚀难以深入。氯离子在钢筋混凝土中的有害作用在于它能够破坏钢筋钝化膜,加速锈蚀反应。当钢筋表面存在C l-、O2和H2O 的情况下,在钢筋的不同部位会发生如下电化学反应:F e +2C l-→F e C l2+2e-→F e2++2Cl-+2e-；O2+2H2O+4e-→4(O H )-。进入水中的F e2+与O H-作用生成F e (O H )2,在一定的H2O 和O2条件下,可进一步生成F e (O H )3产生膨胀,破坏混凝土。 20世纪50年代,我国北方及国外某些国家(尤其是前苏联),为使冬季施工方便,曾普遍使用氯化钙等氯盐作混凝土早强(或防冻)剂,致使大量建筑因钢筋严重锈蚀而过早破坏,付出了昂贵的代价。现在国内外钢筋混凝土工程施工原则上已不用氯盐早强(或防冻)剂；即使掺用氯盐,我国规定一般钢筋混凝土工程中氯盐掺量不得大于水泥重量的1%(港工钢筋混凝土中不得大于水泥重量的0.1%),并需对钢筋作防锈处理,将混凝土振捣密实。 此外，C a C l2用量较大时,还会降低混凝土抗化学侵蚀性和耐磨性及28天抗折强度。如在生料中加入的氯化物，虽然可促进熟料煅烧，起到矿化剂的作用，对提高立窑产量有利，但有相当部分的氯离子会残留于熟料和水泥中,也会加速钢筋锈蚀。因此，无论是水泥生料中，还是水泥中加入氯化物都应持谨慎态度,不宜掺加。 2、碱对水泥性能的影响 碱溶解速度快，能增加水泥混凝土液相的碱度，可加速水泥水化速度及激发水泥中混合材的活性，通常被用作水泥的早强剂，以提高水泥的早期强度。 碱作为水泥早强剂对水泥的增强效果往往随外加剂的种类及掺量，外加剂中各激发组分的配比，混合材种类及掺量，熟料(或水泥)成分及性能，使用温度等因素的不同而不同。但大多数外加剂对水泥早期(1天、3天、7天)强度的促进作用比对后期(28天)强度的促进效果好,有的还对28天强度没有促进作用甚至降低28天强度；有时会使水泥发生快凝、结块及需水量增加；还容易发生碱骨料反应，产生局部膨胀，引起构筑物开裂变形，甚至崩溃。在水泥储存中，碱易生成钾石膏（K2SO4·C a S O4·H2O ），使水泥库结块和造成水泥快凝。碱还能使混凝土表面起霜（白斑）。因此，在水泥生产中，碱虽然可提高水泥的早期强度，增加混合材的掺量，但还是不宜使用含碱的早强剂
混凝土中氯离子的危害及预防措施
混凝土中氯离子的危害及预防措施 我国新水泥标准中增加氯离子检验人手，分析了混凝土中氯离子的来源和带来途径。指出了氯离子对混凝土的影响和危害，提出了怎样才能避免混凝土中氯离子超标的几个措施，最后说明了有关各行业应研究怎样才能使混凝土中氯离子的含量最少。这应是有关的技术T 作者的一种责任。 引言 《通用硅酸盐水泥》报批稿，在2006年9月就已完成，随后经过若干次的建材生产与建一E使用的协商讨论，终于2007年底发布，国家标准 175—2007《通用硅酸盐水泥》于2008年6月1日实施，这个标准的正式实施，是我国水泥行业的大事，也是建筑施工行业的大事，它涉及到水泥产品的生产、流通、应用、科研与设计的各个方面。尤其是水泥生产企业，无论是产品品种的确定、配料方案的设计、化学分析及物理检验仪器设备的购置、校验、使用，还是生产工艺过程中的技术参数调整与控制，都必须进行必要的变更与适应，只有这样才可能满足新标准的要求，保证新标准的正常平稳过渡。 早在2002年4月1日，国家建没部和同家质检总局就联合发布实施了 500102002((混凝土结构设计规范》，其3．4耐久性规定的章节中，就对混凝土中最大氯离子的含量作了具体的规定；2004年l2月1日，两部局又联合发布实施了／T 503442004《建筑结构检测技术标准》，这个标准的附录C，对混凝土中氯离子的含量测定方法作了规范；2006年6月1日国家建设部发布实施了 522006((普通混凝土用砂、石质量
及检验方法标准》，这个标准在3．1．10条中对混凝土用砂的氯离子含量也作了规定。这些标准和规范的配套实施，必将对水泥的生产、使用和建设工程的质量提高起到积极的推动和保证作用。 1 混凝土中氯离子的来源 1．1 水泥中的氯离子 氯盐是廉价而易得的丁业原料，它在水泥生产中具有明显的经济值。它可以作为熟料煅烧的矿化剂，能够降低烧成温度，有利于节能高产；它也是有效的水泥早强剂，不仅使水泥3 d强度提高50％以上，而且可以降低混凝土中水的冰点温度，防止混凝土早期受冻。氯离子的来源主要是原料、燃料、混合材料和外加剂，但由于熟料煅烧过程中，氯离子大部分在高温下挥发而排出窑外，残留在熟料中的氯离子含培极少。如果水泥中的氯离子含量过高，其主要原冈是掺加了混合材料和外加剂(如：工业废渣、助磨剂等)。因此，在我国水泥新标准中增加了“水泥生产中允许加入≤0．5％的助磨剂和水泥中的氯离子含量必须≤O．06％”的要求，这主要是为了保证水泥不对混凝土质量产生过多负面影响。 1．2砂子中的氯离子 在天然砂中，特别是天然海砂中，因为海水中氯离子较高，使得海砂的表面吸附的氯离子也比较多，导致海砂中氯离子的含量较大，如果不加处理用在混凝土中，将会使混凝土中的氯离子含垣增多。 1．3水中的氯离子 在混凝土拌制中，水是不可缺少的原材料之一。如果用饮用的自
氯离子对混凝土性能的影响
氯离子对混凝土性能的影响 钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性和安全性的重要因素。其中，对近海、沿海地区导致 钢筋混凝土结构性能劣化的最普遍、最严重的原因是氯离子侵蚀作用引起的钢筋锈蚀，决定了结构的使用寿命。 随着氯离子对钢筋混凝土结构破坏的影响越来越受到重视，为此我国即将实施的水泥新 标准对水泥中氯离子的含量进行了规定：水泥中氯离子含量不大于0.06%。 一、水泥中氯离子含量规定 各国对氯即「含己的叛远妇卜 1、欧洲所有品种小于0.1%。但对于用于预应力场合时，应严格控制。 2、日本普通硅酸盐（相当于我国的P I、P H型水泥）小于0.035%。早强、超早强、中热、低热、抗硫酸盐小于0.02%，其他品种未作规定。 3、中国新标准，要求所有品种水泥中氯离子含量不大于0.06%。 二、混凝土中氯离子的来源 引起钢筋锈蚀的氯离子存在具有广泛性。其主要来源有： 1、混凝土的原材料。如含氯化物的减水剂、滥用海砂、直接用海水搅拌混凝土或掺入的粉煤灰使用海水排湿工艺等。 2、从建筑物所处环境中渗透进入。如海洋环境中的氯离子以海水、海风、海雾等形式渗入， 影响沿海地区混凝土结构的使用性能和寿命；冬季向道路、桥梁及城市立交桥等撒盐或盐水 化雪防冰，以便交通畅行；还有盐湖和盐碱地、工业环境等。当混凝土中氯离子含量达 1.19kg/m3时，侵蚀已经很严重了。据此，一些国家规定不准在钢筋砼桥面板上喷洒盐水化 冰。 三、氯离子对混凝土的侵蚀作用 1、氯离子侵入混凝土的方式 氯离子位入混凝十的方式.卞娈有 1 ）扩散作用：氯离子从浓度高的地方向浓度低的地方移动； 2）毛细管作用：含有氯离子的溶液向混凝土内部移动； 3）渗透作用：在水压力作用下，盐水向压力较低的方向移动； 4）电化学迁移：电解质溶液在阴阳极吸附作用下的离子的定向移动。 C-在混凝土中的侵入过程通常是几种作用共同存在的。但和速度最快的毛细管吸相比，渗透和电化学迁移产生的迁移可以忽略。对特定的条件，其中的一种侵蚀方式是主要的。另外混凝土中氯离子浓度还受到温度、保护层厚度以及CI-和混凝土材料之间产生化学结合和物 理吸附的影响。虽然CI-在混凝土材料中的侵入迁移过程非常复杂，但是在许多情况下，尤 其是在海洋环境，扩散被认为是最主要的侵入方式。 2、氯离子作用下混凝土结构的破坏分析 1）氯离子引起钢筋侵蚀的机理 在自然环境中，金属铁并不稳定，容易与周围环境发生化合反应，即具有侵蚀的趋势。而混凝土结构是一种多孔体，通常其孔隙中含有大量水泥水解时产生的Ca（OH）2溶液和少量可溶 的钙、钾、钠等碱性金属，使得混凝土具有很强的碱性，PH 一般为12~13。钢筋在这种环 境下，表面生成一层致密的、分子和离子难以穿透的、厚为2~10x 10-9m的“钝化膜”（主 要成分为Fe2O3和Fe3O4）阻止钢筋发生锈蚀。然而，混凝土结构在使用的过程中，当受材料、环境等因素的影响导致碱性降低。相关研究与实践表明，当PH<11.5时，钝化膜开始不稳定（临界值）;当PH<9时，钝化膜逐渐破坏，使钢筋处于活化状态、失去保护作用。 氯离子侵蚀作用引起钢筋锈蚀，是一个极为复杂的电化学过程。CI-是极强的阳极活化剂，
水灰比对混凝土强度及氯离子渗透性的影响
王立峰等:水灰比对混凝土强度及氯离子渗透性的影响 水灰比对混凝土强度及氯离子渗透性的影响 王立峰1 , 李家和2 , 朱广祥3 , 朱卫中 3 (1.中铁建设集团有限公司, 哈尔滨 150001; 2.哈尔滨工业大学土木工程学院, 哈尔滨 150001; 3.黑龙江省寒地建筑科学研究院, 哈尔滨 150080) 摘 要 主要研究了水灰比对混凝土强度和氯离子电通量的影响。试验结果表明:水灰比增大混凝土的强度明显降低,氯离子电通量增大;水灰比从0.33增加到0.37和0.41时,混凝土28d 氯离子电通量的增加幅度接近或超过了50%。 关键词 混凝土;水灰比;氯离子渗透;抗压强度 中图分类号 TU 528 0 文献标识码 B 文章编号 1001-6864(2011)05-0007-02 INFLUENCE OF W ATER CEMENT RATIO ON STRENGTH AND C HLOR IDE ION PERMEABILI TY OF CONCRETE WANG L i feng 1 , LI Jia he 2 , ZHU Guang x iang 3 , Z HU W e i zhong 3 (1.Ch i n a Ra il w ay C onstr uction G r oup Co .,L t d ,H arb i n 150001,China ; 2.School of C i v ilEng ineeri n g ,H I T ,H arbin 150001,Chi n a ; 3.H eilong jiang Prov i n ce A cade m y of Co ld A rea Bu ilding Research,H arb i n 150080,China) Abst ract :Infl u ence of w ater ce m ent ratio on strength and ch l o ri d e i o n per m eability o f concrete is stud ied in th is paper .The resu lts show that strength decreased si g nificantl y ,electric fl u x i n creased when w ater ce m ent rati o i n creased .W hen w ater ce m en t ratio i n creased fro m 0.33to 0.37and 0.41,28d e lectric fl u x of concrete increased close to 50%. K ey w ords :concrete ,;w ater ce m en t ratio ;ch lori d e per m eab ility ;co m pressi v e strength [基金项目] 973 计划项目 水泥低能耗制备与高效应用的基础研究 第六课题 水泥基材料的产物与结构稳定性及服役行为 (2009CB623106);中铁建设集团项目 新建哈尔滨西客站工程严寒气候条件下结构混凝土冬期施工技术研究 随着混凝土技术的进步,影响混凝土的可变因素越来越多,这些因素影响着混凝土的两个最重要的性能参数,即渗透性和强度。混凝土的渗透性是其耐久性的最重要方面,实际工程中的混凝土往往是受环境中的水、气体以及侵蚀性介质的侵入而劣化。产生上述劣化作用需要内、外两个因素[2],内部因素是指混凝土的成分和结构,外部因素是指环境中侵蚀性介质和水等。为此有必要从内部因素入手提高混凝土的耐久性能[3]。由于渗透性是混凝土最根本的性质之一,并且与耐久性直接相关,所以成为混凝土试验和研究中的一项重要内容[4]。本文通过试验测试了不同水灰比的混凝土强度和氯离子电通量,目的在于为配制更加抗渗的混凝土提供基础数据。1 试验 (1) 原材料:水泥:P O 42 5水泥;粗集料:表面粗糙、级配良好的碎石,粒径为5~25mm,压碎指标为3%,含泥量为0 2%;砂:山砂,细度模数为2 8,满足 区级配的要求,含泥量为0 9%;减水剂:菏泽联强建筑材料有限公司生产的聚羧酸高效减水剂;水:哈尔滨自来水。 (2) 混凝土配合比设计。本试验中混凝土的砂率为40%,固定砂石用量,改变拌合用水,通过调整高效减水剂的用量使混凝土坍落度控制在200 20mm,如表1所示。 表1 混凝土配合比设计 kg m -3 编号水灰比水泥砂碎石水G -0 330 335107*********G -0 370 375107*********G -0 41 0 41 510 714 1028 209 (3) 试验方法:试验采用A STM C1202法测试混凝土氯离子电通量。将每组新拌混凝土制成3个尺寸为 100mm 50mm 的试块,标准养护至28d 后进行真空饱水,饱水结束后进行测试。测试时在试件轴向施加60V 的直流电压,试件两端的正负试验槽内分别注满摩尔浓度为0 3mo l/L 的N a OH 溶液和质量浓度为3.0%的N aC l 溶液,记录6h 内通过试件的总电量即为试件的电通量。 抗压强度采用100mm 100mm 100mm 的立方体试7
混凝土中氯离子的危害及预防措施
混凝土中氯离子的危害及预防措施我国新水泥标准中增加氯离子检验人手，分析了混凝土中氯离子的来源和带来途径。指出了氯离子对混凝土的影响和危害，提出了怎样才能避免混凝土中氯离子超标的几个措施，最后说明了有关各行业应研究怎样才能使混凝土中氯离子的含量最少。这应是有关的技术T 作者的一种责任。 引言 《通用硅酸盐水泥》报批稿，在2006年9月就已完成，随后经过若干次的建材生产与建一E使用的协商讨论，终于2007年底发布，国家标准GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》于2008年6月1日实施，这个标准的正式实施，是我国水泥行业的大事，也是建筑施工行业的大事，它涉及到水泥产品的生产、流通、应用、科研与设计的各个方面。尤其是水泥生产企业，无论是产品品种的确定、配料方案的设计、化学分析及物理检验仪器设备的购置、校验、使用，还是生产工艺过程中的技术参数调整与控制，都必须进行必要的变更与适应，只有这样才可能满足新标准的要求，保证新标准的正常平稳过渡。 早在2002年4月1日，国家建没部和同家质检总局就联合发布实施了GB 50010--2002((混凝土结构设计规范》，其3．4耐久性规定的章节中，就对混凝土中最大氯离子的含量作了具体的规定；2004年l2月1日，两部局又联合发布实施了GB／T 50344---2004《建筑结构检测技术标准》，这个标准的附录C，对混凝土中氯离子的含量测定方法作了规范；2006年6月1日国家建设部发布实施了JGJ 52--2006((普
通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》，这个标准在3．1．10条中对混凝土用砂的氯离子含量也作了规定。这些标准和规范的配套实施，必将对水泥的生产、使用和建设工程的质量提高起到积极的推动和保证作用。 1 混凝土中氯离子的来源 1．1 水泥中的氯离子 氯盐是廉价而易得的丁业原料，它在水泥生产中具有明显的经济值。它可以作为熟料煅烧的矿化剂，能够降低烧成温度，有利于节能高产；它也是有效的水泥早强剂，不仅使水泥3 d强度提高50％以上，而且可以降低混凝土中水的冰点温度，防止混凝土早期受冻。氯离子的来源主要是原料、燃料、混合材料和外加剂，但由于熟料煅烧过程中，氯离子大部分在高温下挥发而排出窑外，残留在熟料中的氯离子含培极少。如果水泥中的氯离子含量过高，其主要原冈是掺加了混合材料和外加剂(如：工业废渣、助磨剂等)。因此，在我国水泥新标准中增加了“水泥生产中允许加入≤0．5％的助磨剂和水泥中的氯离子含量必须≤O．06％”的要求，这主要是为了保证水泥不对混凝土质量产生过多负面影响。 1．2砂子中的氯离子 在天然砂中，特别是天然海砂中，因为海水中氯离子较高，使得海砂的表面吸附的氯离子也比较多，导致海砂中氯离子的含量较大，如果不加处理用在混凝土中，将会使混凝土中的氯离子含垣增多。 1．3水中的氯离子
混凝土及其原料中氯离子标准要求探讨
混凝土及其原料中氯离子标准要求探讨 发布日期：2015-07-23 来源：混凝土机械网作者：混凝土机械网浏览次数：640 核心提示：摘要：混凝土中的氯离子是导致钢筋锈蚀的主要原因。钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构耐久性的重要因素，通过对 摘要：商品混凝土中的氯离子是导致钢筋锈蚀的主要原因。钢筋锈蚀是影响钢筋商品 混凝土及预应力钢筋商品混凝土结构耐久性的重要因素，通过对商品混凝土中及其原料氯离子标准的比较分析，提出一些关于氯离子标准的建议。 关键词：商品混凝土材料标准氯离子 中图分类号：O462 文献标识码：A 文章编号： 引言 今年央视3.15对深圳海砂的曝光引起了全国的关注，实际上这种现象不仅存在于深圳，也存在于其它的沿海城市。现有标准中，建设用砂氯离子含量的指标范围在0.01～0. 06%之间，此标准除过于宽松外，还让各地可以按自己的意愿来采取某一个指标执行。目前全国沿海地区对砂中氯离子的限量值有0.06%、0.03%、0.02%、0.01%、0.0020%等。而商品混凝土中的氯离子不仅仅来自砂中，其他原料或多或少都含有氯离子。 一氯离子的危害 有资料表明，氯离子对商品混凝土质量的影响： （一）是钢筋腐蚀，导致商品混凝土质量下降，氯离子对商品混凝土中钢筋的锈蚀是 对商品混凝土最大的破坏和负面影响。 （二）是降低抗化学侵蚀、耐磨性和强度当商品混凝土中氯离子较大时，会降低商品 混凝土抗化学侵蚀性和耐磨性以及抗折强度。 (三)是影响商品混凝土的耐久性，近10年来，含氯环境下商品混凝土中的钢筋腐蚀已逐渐成为国内外耐久性研究的重点。与碳化引起的钢筋腐蚀相比，氯离子引起的钢筋腐蚀一旦发生，在较短的时间内即可对商品混凝土结构造成严重破坏。 因此，通常将钢筋开始腐蚀时间作为构件耐久性寿命的终结。含氯环境下商品混凝土 中钢筋开始腐蚀时间不仅与商品混凝土中氯离子的渗透过程有关，还与临界氯离子浓度有关，所以现在的商品混凝土规范、标准都对氯离子的浓度作了限制。 二商品混凝土中氯离子的来源
混凝土水溶性氯离子含量测定作业指导书
混凝土水溶性氯离子含量测定作业指导书 1.目的 测定混凝土中水溶性氯离子含量 2操作程序 电极的活化处理，将氯离子选择电极放入自来水中，浸泡2hrs。 配置5×１０-3、5×１０-4Mol／L的标准NaCL溶液。 提示： 仪器校准前请将倒入烧杯中的5×１０-3、5×１０-4Mol／L溶液中倒入3—5ml 的0.1mol/l的硝酸钠溶液做为稳定液。 电极校准步骤 1 清洗电极：将（活化好的）电极置于去离子水清洗瓶中冲洗三次，清洗后水倒 掉，电极不宜浸泡超过60秒，否则严重影响测试结果； 2 用滤纸小心拭干电极表面； 3 打开测试仪电源开关，进入测试界面，如下图 图3-1 4 选择“数字键选择标定仪器”，按键开始仪器标定。依次 标定溶液浓度为5?10-4、5.?10-3 Mol/L NaCl。（电极校准过程对测量的精确度起着很重要的作用，请用户按照校准溶液由稀到浓的顺序校准。） 注： 电极校准过程对测量的精确度起着很重要的作用，请用户按照校准溶液由稀到浓的顺序校准。二次校准之间必须严格清洗电极，清洗用的蒸馏水不能重复使用。 5 仪器标定完成时，按键返回到主界面（图3-1）。 6 选择“数字键选择“测量浓度”。。 6-1 选择键择进入“液体溶液”检测；输入检测试样的时间日
期，按键。输入“试样编号”后按键开始检测试样，检测试样完毕时按键，选择：“保存”“打印”结果。 6-2 选择键择进入“固体粉末”检测；输入检测试样的时间日期，按键。输入“试样编号”后按，输入“固体粉末”质量（默认为20g）和“液体体积”（默认为100ml），输入完毕按键进行检测，检测试样完毕时按键，选择：“保存”“打印”结果。
《混凝土结构耐久性设计规程》中抗氯离子渗透性检测方法的试验研究
《混凝土结构耐久性设计规程》中抗氯离子渗透性检 测方法的试验研究 来源：《混凝土》2007年第2期( 总第208期)中国混凝土与水泥制品网[2007-4-12] 摘要: 针对山东省《混凝土结构耐久性设计规程》中混凝土抗氯离子渗透性检测方法进行了试验研究。试验结果表明《, 规程》中的交流电法和RCM法可以便捷准确的评定混凝土中氯离子的渗透性, 有广阔的应用前景。但不同的试块制备方法对氯离子渗透性电测法的试验结果影响很大, 考虑到工程上混凝土的实际情况, 建议《规程》中的混凝土抗氯离子渗透性试验评定方法应对试块的制备方法应提出更明确的要求。 关键词: 混凝土; 氯离子; 渗透性; 交流电法; RCM法 中图分类号: TU528.01 文献标志码: A 文章编号: 1002- 3550-( 2007) 02- 0005- 03 0 前言 根据山东省地理、环境特点并结合山东地区混凝土结构耐久性现状及实践经验编写的DBJ14-S6-2005《混凝土结构耐久性设计规程》( 以下简称《规程》) , 已于2005 年12 月1 日在山东省内颁布实施, 填补了之前国内尚无结构耐久性设计规范的一项空白。《规程》规定了混凝土结构耐久性设计的原则、内容、结构构造和材料选用基本要求, 提出了施工、检测与维护的基本要求及防腐蚀附加措施及试验方法。 由于山东省大规模工程建设比较集中, 并且地处沿海, 有长达3 000 多公里的海岸线, 有盐土地区分布, 而且作为北方地区, 山东省每年冬季仍大量使用氯盐类“ 融雪剂”( 如氯化钠、氯化钙、氯化镁等) , 因此存在着广泛的氯盐侵蚀环境《, 规程》就此提出了三种混凝土抗氯离子渗透性试验评定方法, 包括美国ASTM C1202 混凝土抗氯离子渗透性标准试验方法直流电量法) , 用交流电测量混凝土氯离子渗透性方法和氯离子扩散系数快速测定的RCM 法。ASTM C1202 在国际上应用普遍, 但试验时间较长, 施加电压较高易对试块产生影响[1]; 交流电法最早由Monfore[2]提出并曾被Hansen[3]和Feldman[4]采用, 赵铁军[5]对其进行了完善并形成了一套比较成熟的试验方法; 而RCM 法则是目前被欧洲国家广泛采用的一种方法。 上述三种方法都可以快速评价氯离子在混凝土内的传输性质, 但其机理和具体试验过程有较大差异。由于之前围绕ASTM C1202 法的试验研究已有很多[6~8], 本文就交流电法和RCM 法重点进行了试验研究, 并结合试验结果对《规程》中的氯离子试验方法提出了一些意见和建议。 1 原材料及配合比
水泥中氯离子危害分析及防治措施
水泥中氯离子危害分析及防治措施1.Cl-造成水泥混凝土危害的原因 普遍研究认为因Cl-的存在，水泥混凝土结构内部所发生的“电化反应”是导致钢筋锈蚀、造成水泥混凝土结构危害的一个重要原因。通过深入分析我们发现，除了“电化反应”外，水泥混凝土结 构内发生的“氧化反应”和“碱骨料反应”及“酸碱腐蚀反应”也 是造成水泥混凝土结构危害不可忽视的原因。 在水泥混凝土结构内所发生的“电化反应”、“氧化反应”、“碱骨料反应”及“酸碱腐蚀反应”过程中，Cl-始终对这些危害反应的发生起着“诱导”作用。这种“诱导”作用，主要是由Cl-的特性及与它相结合的碱金属、碱土金属离子Mx+所构成的离子化合物MClx的性质所决定的。 2.影响危害反应的因素 根据氯离子“诱导”水泥混凝土造成的危害反应机理，我们认 为影响危害反应的因素主要有以下几方面： （1）Cl-浓度越高，也就意味着MClx的含量越大，危害反应越激烈；随着时间的延长，危害的程度也越严重。（2）空气湿度越大或混凝土构件周围环境潮湿，危害反应越易发生，危害性越大。（3）环境温度越高，危害反应加剧，危害的程度加重。（4）时间越长，危害反应持续越久，危害的程度也就逐步扩大。（5）混凝土结构越
薄或结构内部的孔隙率越大，危害反应越迅速，危害的程度也越大。（6）处于酸、碱的环境中或存在其他介质侵蚀的情况下，危害反应 加快。 3.危害反应的预防和治理 为了有效控制Cl-对水泥混凝土造成的危害，首先我们必须要了解Cl-的主要来源，做到从源头上进行严格控制；其次，我们要根据Cl-危害反应机理，采取各种科学的预防和治理措施。 （1）水泥中Cl-的主要来源水泥中的Cl-主要来源于水泥自身（水泥熟料、混合材）和水泥中掺入的外加剂。有人认为水泥自身的Cl-主要来源于混合材，其理论根据是因为熟料已经过水泥窑内的高温 煅烧，其中Cl-已被挥发。针对这一观点，我们将NaCl在高温炉中 进行了灼烧试验：在810℃NaCl固体开始变成熔融状，840℃全部变 为熔融体，在1400℃恒温灼烧30分钟，其损失量只有12.72%。虽然旋窑内最高温可以达到1700℃～1800℃（立窑内最高温度一般为1350℃～1450℃），但它的尾气离开最上端旋风预热筒的温度只有320℃～350℃，而在低端两级旋风预热筒内温度一般为750℃～870℃，并在这两级旋风预热筒内物料易发生粘堵现象，我们认为这 与MClx在该温度范围内变成熔融体，增加了物料的黏度有关。上述 情况表明，Cl-在熟料煅烧过程中不可能大部分地挥发掉，即使有挥 发也只是相对很少的一部分。此外，我们对全国不同地区的多家水 泥企业生产的熟料及使用的混合材进行了Cl-检测分析，结果显示熟
混凝土抗氯离子渗透性标准试验方法
混凝土抗氯离子渗透性标准试验方法 B.1适用范围 B．1．1本试验方法以电量指标来快速测定混凝土的抗氯离子渗透性。适用于检验混凝土原材料和配合比对混凝土抗氯离子渗透性的影响。 B．1．2本试验方法适用于直径为95±2mm，厚度为51±3mm的素混凝土试件或芯样。B．1．3本试验方法不适用于掺亚硝酸钙的混凝土。掺其它外加剂或表面处理过的混凝土，当有疑问时，应进行氯化物溶液的长期浸渍试验。 B．2试验基本原理 B．2．1在直流电压作用下。氯离子能通过混凝土试件向正极方向移动，以测量流过的混凝土的电荷量反映渗透混凝土的氯离子量。 B．3试验设备及材料 B．3．1试验装置如图B．3．1 B．3．2仪器设备应满足下列要求： （1）直流稳压电源，可输出60V直流电压，精度±0.1V； （2）塑料或有机玻璃试验槽，其结构尺寸如图B．3．2所示； （3）铜网为20目； （4）数字式电流表，量程20A，精度±1.0%； （5）真空泵，真空度可达133Pa以下； （6）真空干燥器，内径≥250mm； B．3．3试验应采用下列材料： （1）分析纯试剂配制的3.0%氯化钠溶液； （2）用纯试剂配制的0.3mol氢氧化钠溶液； （3）硅橡胶或树脂密封材料。 B．4试验步骤 B．4．1制作直径为95mm，厚度为51mm的混凝土试件，在标准条件下养护28d或90d,试验时以三块试件为一组。 B．4．2将试件暴露于空气中至表面干燥，以硅橡胶或树脂密封材料施涂于试件侧面，必要时填补涂层中的孔洞以保证试件侧面完全密封。 B．4．3测试前应进行真空饱水。将试件放入1000ml烧杯中，然后一起放入真空干燥器中，启动真空泵，数分钟内真空度达13Pa以下，保持真空3h后，维持这一真空度注入足够的蒸馏水，直至淹没试件，试件浸泡1h后恢复常压，再继续浸泡18±2h。 B．4．4从水中取出试件，抹掉多余水份，将试件安装于试验槽内，用橡胶密封环或其它密封胶密封，并用螺杆将两试验槽和试件夹紧，以确保不会渗漏，然后将试验装置放在20～23℃流动冷水槽中，其水面宜低于装置顶面5mm，试验应在20～25℃恒温室内进行。B．4．5将浓度为3.0%的NaCl溶液和0.3mol的NaOH溶液分别注入试件两侧的试验槽中，注入NaCl溶液的试验槽内的铜网连接电源负极，注入NaOH溶液的试验槽的铜网连接电源正极。 B．4．6接通电源，对上述两铜网施加60V直流恒电压，并记录电流初始读数I0，通电并保持试验槽中充满溶液。开始时每隔5min记录一次电流值，当电流值变化不大时，每隔10min 记录一次电流值，当电流变化很小时，每隔30min记录一次电流值，直至通电6h。 B．5试验结果计算 B．5．1绘制电流于时间的关系图。将各点数据以光滑曲线连接起来，对曲线作面积积分，或按梯形法进行面积积分，即可得试验6h通过得电量。当试件直径不等于95mm时，则所得
水泥中氯离子对钢筋的腐蚀
氯离子对钢筋腐蚀机理的影响 [摘要] 氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原因之一，氯离子能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀，对腐蚀过程具有催化作用。但只有混凝土中氯离子的浓度达到一定的临界值后，钢筋才会发生腐蚀。由于影响因素多，至今难以确定统一的氯离子浓度临界值。着重阐述了钢筋腐蚀行为和氯离子的去钝化机理、混凝土中氯离子的来源和保护钢筋的措施及其研究进 展。 [关键词] 钢筋混凝土；钢筋；腐蚀；氯离子 0 前言 钢筋在混凝土高碱性环境中的钝态条件被破坏，便被腐蚀。钢筋钝化膜破坏机理主要是混凝土的碳化和氯化物侵入，这两种因素既影响混凝土孔隙液的pH值，又影响钢筋的电位值，因而直接影响钢筋的稳定性。因氯化物的侵蚀引起钢筋混凝土构筑物破坏而造成重大损失的现象非常严重。北京西直门立交桥于1979年建成投入使用，不到20a钢筋混凝土的腐蚀已十分严重，不得不进行改建。引起西直门立交桥过早破坏的原因是多方面的，但长期在冬季向立交桥撒含氯化物除冰盐引起钢筋腐蚀使立交桥结构受到破坏是突出的因素。台湾四面环海，许多钢筋混凝土构筑物受破坏以及不断发生的“海砂屋”事件，也是氯化物侵蚀所引起的。目前，中国大陆也存在“海砂屋”现象。氯离子的侵蚀引起钢筋局部腐蚀是最有害的，对此，各国都给予了高度的重视。由于钢筋混凝土结构的复杂性和研究条件的差异，研究结果和结论并不完全一致，许多问题还有待深入研究。本工作主要对国内外氯离子与钢筋腐蚀系的研究进展和防止氯化物侵蚀的措施进行评述。 1 钢筋腐蚀与氯离子去钝化机理 钢筋混凝土是多相、不均质的特殊复杂体系，钢筋表面具有电化学不均匀性，存在着电位较负的阳极区和电位较正的阴极区；一般钢筋表面总处于混凝土孔隙液膜中，即钢筋表面阳极区和阴极区之间存在电解质溶液；由于混凝土的多孔性，
混凝土抗氯离子渗透性试验方法研究
混凝土抗氯离子渗透性试验方法研究 摘要：引气剂是常用的混凝土外加剂之一，许多文献表明掺加引气剂不仅能够改善混凝土的工作性，而且还能够提高混凝土的耐久性，增加混凝土的使用寿命，特别是在易侵蚀、冻融的环境中。本文对掺加引气剂混凝土的氯离子抗渗性指标和混凝土抗冻性指标进行了试验研究，研究结果表明：掺加引气剂可有效提高混凝土的耐久性。 关键词：引气剂；耐久性；渗透性；抗冻性 前言 混凝土引气剂是最古老的外加剂之一，早在二十世纪四十年代就已应用于混凝土抗冻工程中。引气剂在国外已较为普遍的应用于混凝土中，尤其是日本，大部分的混凝土应用引气剂。目前，在我国的混凝土工程中，引气剂的使用并不普遍，只有水工和港工混凝土明确要求在混凝土中掺加引气剂，还有是对抗冻性有要求的北方，在混凝土中也要求使用引气剂来提高抗冻性。在混凝土中加入引气剂不仅有利于增加混凝土的抗冻性，对提高混凝土的抗渗性也是非常有好处的。 本文利用ASTM C1202标准试验方法对掺引气剂的混凝土的抗氯离子渗透性进行了研究，同时利用快冻法试验方法对引气剂改善混凝土抗冻性进行了研究。并对引气剂改善混凝土抗氯离子渗透性能和抗冻性的机理进行了探讨。 1 试验原材料 水泥：浙江三狮水泥股份有限公司生产的三狮牌P.O42.5普通硅酸盐水泥。 粉煤灰：宁波某发电厂生产的Ⅰ级粉煤灰。 细骨料：河砂，细度模数MX = 2.83，属中砂，级配Ⅱ区。 粗骨料： 5～25mm的碎石。 减水剂：浙江五龙化工股份有限公司生产的高效减水剂。
引气剂：上海枫杨实业有限公司生产的SJ - 2水溶性混凝土引气剂。 2 试验方法 2. 1 混凝土的抗氯离子渗透性能 氯离子渗透性能试验按ASTM C1202 - 97 进行，试验龄期为28d。 ASTM C1202 - 97 是美国试验与材料协会ASTM选定的标准试验方法，试验的具体方法：50mm厚， 100mm直径的水饱和混凝土试件，两端水槽所用溶液分别为3. 0%NaCl和0. 3N NaOH，在60V的外加电场下，持续通电6小时后测定通过混凝土试件的总电量，用通过混凝土的电量高低来判断混凝土的抗氯离子渗透能力。 按照混凝土6小时通过的总导电量，根据导电量大小，把混凝土对氯离子渗透性分成不同等级。根据混凝土的导电量，可以判断氯离子渗透性的高低。如表1： 2. 2 混凝土的抗冻性能 抗冻性试验采用北京燕科新技术总公司生产的DTR 一1 型混凝土快速冻融实验设备，按照GBJ82一85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验》的“快冻法”进行。混凝土抗冻性试验冻融循环若超过200次，则停止试验，以动弹模量的损失来衡量混凝土抗冻性能的好坏。 3 混凝土配合比 混凝土选用了0.3、0.4和0.5三个不同的水胶比，以不掺引气剂的混凝土为基准配合比，掺入引气剂的混凝土为对比混凝土，研究混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能，各混凝土的配合比如表2。
氯离子对混凝土的侵蚀
氯离子对混凝土结构的侵蚀 文：张洪滨 第一节：氯离子对混凝土结构的侵蚀 混凝土受到破坏的原因，按重要性递减顺序排列，依次是钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用。而氯离子是造成钢筋锈蚀的主要原因。 在自然环境中，氯离子是广泛存在的。包括： 1，氯离子存在于混凝土原材料中，如含氯化物的减水剂，掺入的矿渣可能是用海水淬冷的，粉煤灰可能是用海水排湿的等等。 2，海洋是氯离子的主要来源，不仅海水中含有大约3%的氯化物，海风、海雾、海沙中也含有氯离子。海水、海风和海雾中的氯离子和不合理地使用海沙，是影响混凝土结构耐久性的主要原因之一。 3，道路化冰盐因为性能好，价格便宜，因此在道路上广泛使用，这就使得氯离子能渗透到混凝土之中，引起钢筋锈蚀。 4，盐湖和盐碱地也是氯离子的一个重要来源。 5，工业环境十分复杂，就腐蚀介质而言有酸、碱、盐等，其中以氯离子、氯气和氯化氢等为主的腐蚀环境不在少数，处在此类环境中的混凝土结构的腐蚀破坏往往是非常迅速而又严重的。 6、火不仅可以直接降低钢筋混凝土结构的强度与可用性，而且由于热分解有机化合物，还有促进钢筋锈蚀的间接作用。含氯很高的聚氯乙烯在80—90度下会分解放出气态的氯化氢，到300度时，几乎完全分解释放出大量氯离子，遇水溶解，形成PH值低到1的盐酸。这种酸最后在构件表面冷却凝结，渗入混凝土中，就会引起钢筋锈蚀。因此，火灾后混凝土构件常为氯化物所危害。 第二节：氯离子侵入混凝土的途径 氯离子进入混凝土中通常有两种途径： 第一是“混入”，如使用含氯离子的外加剂、使用海砂、施工用水含氯离子、在含盐环境中拌制浇筑混凝土等。氯化物分水溶性和酸溶性两种，作为外加剂加入混凝土的氯化物一般都是水溶性的，而骨料中含有的氯化物大多都是酸溶性的。水溶性氯化物的危害大于酸溶性氯化物，因为它们可以直接腐蚀钢筋。“混入”现象大都是施工管理问题。