抗氯离子渗透性及其研究现状
抗氯离子渗透性及其研究现状
结合国内外高性能商品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商品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商品混凝土耐久性的综合指标的可行性和必要性，对于制定高性能商品混凝土的耐久性设计规范具有参考意义。
1 引言
近年来，国内外土木工程界对高性能商品混凝土耐久性问题十分关注，作了大量的试验研究，工程技术人员对商品混凝土耐久性的认识程度也不断加深。我国新出台的商品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《商品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商品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商品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，目前对于高性能商品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商品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，高性能商品混凝土的性能与普通商品混凝土的性能相比产生了较大的差异，因此，普通商品混凝土的一些试验和检测方法已不适用于高性能商品混凝土，更无法将耐久性指标融入到商品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商品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，使得所选用的商品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：创建一个高性能商品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商品混凝土结构耐久性设计的统一标准，便可以消除商品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商品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：绝大多数高性能商品混凝土结构的破坏是由于氯离子侵入到商品混凝土钢筋表面，并达到一定临界浓度时引起的钢筋锈蚀所致；钢筋锈蚀使其与商品混凝土的粘结力下降，同时产生的膨胀使保护层开裂破坏，最终导致整个结构的破坏。Misra[5 ]等也强调氯离子的渗透性可以用来评定高性能商品混凝土的耐久性能，特别是设计和建造容易受氯离子侵蚀而导致钢筋锈蚀的商品混凝土结构，如沿海结构、海洋商品混凝土结构、应用除冰盐的船桥甲板、高速公路等。Shah and Wang[6 ] 研究了商品混凝土微观结构、渗透性、裂纹和耐久性之间的关系，结果表明：配合比设计时应同时考虑强度、渗透性和抗裂性。由此可见：抗氯离子渗透性是评价高性能商品混凝土耐久性的一种有效的方法和指标。
2 高性能商品混凝土抗氯离子渗透性研究现状
目前关于高性能商品混凝土抗氯离子渗透性测定方法主要有两类：自然渗透法和加速渗透法。
2.1 自然渗透法 自然渗透法是先将商品混凝土长时间浸泡于含氯盐的水中，再通过切片或钻取芯样，用化学分析的方法得到氯离子浓度与渗透距离的关系，然后利用Fick第二定律计算出氯离子渗透系数。这种方法是确定离子在商品混凝土中渗透系数的最常用的方法，比较接近实际情况，但费时费力。
2.2 加速渗透法
加速渗透法是先通过施加电场来加速氯离子在商品混凝土中的迁移，缩短氯离子达到稳态传输过程的时间。
2.2.1 电量法
电(直流电) 加速氯离子扩散试验方法最初由Whiting于1981 发明，最早是快速氯离子渗透试验方法(RCPT) 。该装置的设计原理是溶液中的离子在电场的加速下能够快速渗透。该装置中所用的电压为60V。由于这种试验方法持续时间短，在试验室内具有重复使用性，该试验方法于1983年被美国公路运输局定为标准试验方法，即AASHTO T277 ，紧接着又被美国试验与材料协会ASTM 选定为标准试验方法。
AASHTO T277 (ASTM C1202) 试验的具体方法：50mm 厚，100mm 直径的水饱和商品混凝土试件，两端水槽所用溶液分别为3.0 %NaCl和0.3M NaOH ，在60V 的外加电场下持续通电6小时，以该时间内通过商品混凝土电量的高低来判断商品混凝土的抗氯离子渗透能力。尽管该试验方法被选定为标准试验方法，但是，这种测试氯离子渗透的技术仍存在以下几点争论：①通过试件的电量与孔液中所有的离子相关，而并不只是氯离子； ②所作的测试工作完成于离子达到稳定迁移之前，即离子的扩散并没有达到稳定状态； ③所加的高电压导致溶液的温度升高，从而影响测试结果； ④电极腐蚀严重； ⑤所测结果不能精确定量说明商品混凝土抗氯离子渗透能力。
2.2.2 渗透系数法 (1) Tang Luping[9 ，10 ] ， K1Stanish[11 ，12 ]
等基于Nernst - Planck 方程首先从理论建立了浓度、通量、渗透深度、渗透系数之间的关系，进而进行了试验验证。其中，Tang Luping 的试验方法已经被欧盟广泛接受，并推荐为欧盟规范。但该方法并未从根本上解决氯离子渗透试验中存在的问题。 (2) 电阻技术是近年来发展起来的、用来评价氯离子在商品混凝土中渗透能力的另外一种方法。电阻是物质对电的抵抗力，电导率与电阻率相反。St reicher and Alexander[13 ]认为饱和多孔材料的电导率主要由孔液的电导率确定： F =σ/σ0 中 σ———多孔材料的电导率； σ0 ———孔液的电导率。 多孔材料的电导率和扩散系数的影响因素是相同的，即孔径大小及其连通性。因此，也可以用下式表示： F = D/ D0 式中 D ———多孔材料的扩散系数； D0 ———孔液中氯离子的扩散系数(即自由氯离子的扩散系数) 。 电阻值的测试方法有两种，包括用直流电和交流电测试。测试商品混凝土电阻所用的电压通常为10V 或更低，且测试时间很短，这样可以避免商品混凝土被加热，这种测试方法的主要困难是确定孔液的电导率。提取孔液的方法有两种：一种是孔溶液榨取法；另外一种是用已知电导率的溶液将待测商品混凝土预饱和，后者是常用的方法。国内路新瀛[14 ]等人在这方面作了相关研究。 电阻技术的不足之处在于 ： ①预饱和技术在干燥过程中由于微裂纹的形成损害商品混凝土原有的孔结构，从而增加其渗透性。同时也很难使溶液在商品混凝土内达到均匀分布，即使用真空饱和技术也很难保证高品质的商品混凝土和较厚的商品混凝土内部达到完全饱和。②溶液进入商品混凝土前后是相同的假设并不正确，主要因为商品混凝土孔液中包含的离子是多样的(主要是碱性氢氧化物) ，当商品混凝土干燥后，这些离子过饱和结晶，当溶液进入商品混凝土时，这些结晶又会溶于溶液中，从而影响溶液的电导率。③离子的迁移很难达到稳定状态。④不适用于导电材料。 以上渗透模型的缺陷是均假定渗透系数为常数；忽略了水分传输对化合物传输的影响；特别是测量周期较长时渗透系数作为时间的函数出现，测量浓度过程中不能得到渗透系数随时间变化的对应值。因此，用该渗透系数不能准确地评价高性能商品混凝土的耐久性。然而，这些模型对于实际应用还是很有用的，因为可以计算得到渗透系数的相对值，可以用来比较不同商品混凝土和不同环境中商品混凝土的渗透性。 目前首要解决的问题是：根据某一地区、某种实际应用情况，结合多种因素的耦合作用，分别开展自然环境下商品混凝土的长期氯离子渗透试验和试验室内加速氯离子渗透试验。研究各种环境参数作用和加强因素的综合效应，将获得的试验数据进行科学分析，建立氯离子自然渗透与加速渗透的分析模型，从而实现准确预测商品混凝土结构的使用寿命。
3 结束语
渗透性决定商品混凝土材料的耐久性，抗氯离子渗透是评价高性能商品混凝土耐久性的一种有效的方法和指标。但必须在多种影响因素耦合作用情况下，对商品混凝土抵抗氯离子渗透作用的机理及影响程度作大量、长期和系统的科学研究。最终为“抗氯离子渗透性作为评价高性能商品混凝土耐久性的综合指标”这一耐久性设计理念奠定基础。
混凝土抗氯离子渗透性能标准
混凝土抗氯离子渗透性能标准
一、前言
混凝土作为一种重要的建筑材料，其性能的优劣直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。在建筑物的使用过程中，混凝土往往会受到各种环境因素的影响，其中氯离子的渗透是导致混凝土损坏的主要因素之一。因此，建立混凝土抗氯离子渗透性能标准对于保障建筑物的安全性和使用寿命具有非常重要的意义。
二、混凝土抗氯离子渗透性能的定义和意义
混凝土抗氯离子渗透性能是指混凝土在氯离子的侵蚀下能够保持其稳定的物理、化学性质和力学性能的能力。氯离子的渗透会导致混凝土的开裂、脱落和钢筋锈蚀等问题，从而降低混凝土的承载能力和使用寿命。因此，建立混凝土抗氯离子渗透性能标准可以有效地提高混凝土的抗渗透性能，延长建筑物的使用寿命。
三、混凝土抗氯离子渗透性能测试方法
1. 氯离子渗透试验
氯离子渗透试验是评价混凝土抗氯离子渗透性能的主要测试方法。其测试原理是将混凝土样品置于含氯离子溶液中，通过测量混凝土内部氯离子的渗透深度和浓度来评估混凝土的抗渗透性能。氯离子渗透试验可以通过不同的方法进行，包括电导法、化学分析法和荧光法等。
2. 氯离子离子迁移试验
氯离子离子迁移试验是评价混凝土抗氯离子渗透性能的另一种测试方法。其测试原理是在混凝土样品中设置一个电场，通过测量电流和电压来评估混凝土内部氯离子的迁移性能。氯离子离子迁移试验可以评估混凝土内部氯离子的扩散速率和浓度分布等参数，从而综合评估混凝土的抗渗透性能。
四、混凝土抗氯离子渗透性能标准
1. 抗氯离子渗透性能分类标准
混凝土抗氯离子渗透性能应根据氯离子的渗透深度和浓度等指标进行分类。根据氯离子渗透深度，可以将混凝土的抗氯离子渗透性能分为I级、II级和III级。其中I级代表混凝土抗氯离子渗透性能最好，III级代表混凝土抗氯离子渗透性能最差。
2. 抗氯离子渗透性能评价方法
混凝土抗氯离子渗透性能应根据氯离子渗透深度、溶液中氯离子浓度和混凝土内部氯离子浓度等参数进行评价。其中，氯离子渗透深度应以毫米为单位进行测量，溶液中氯离子浓度应以克/立方米为单位进行测量，混凝土内部氯离子浓度应以毫克/克为单位进行测量。
混凝土抗氯离子渗透分析原理
混凝土抗氯离子渗透分析原理
一、引言
混凝土是一种常见的建筑材料，其耐久性是衡量其质量的重要指标之一。然而，随着建筑材料的使用年限增加，混凝土的病害问题逐渐凸显，其中最常见的问题之一是氯离子渗透引起的混凝土破坏。本文将介绍混凝土抗氯离子渗透分析原理。
二、氯离子渗透的影响因素
氯离子渗透是混凝土病害中最为常见的问题之一，其破坏作用主要表现为混凝土的腐蚀和裂纹。氯离子渗透的影响因素主要包括以下几个方面：
1.混凝土本身的性质。混凝土中水灰比、气孔率、粉煤灰或矿渣掺量等因素都会影响混凝土的抗氯离子渗透性能。
2.外部环境的影响。氯离子渗透受到环境因素的影响较大，例如大气、水文环境等。
3.施工工艺的影响。施工工艺也会对混凝土的抗氯离子渗透性能产生影响，例如混凝土的拌合时间、养护时间等。
三、混凝土抗氯离子渗透机理
混凝土中的氯离子主要会通过孔隙结构进入混凝土内部，因此混凝土的孔隙结构是影响其抗氯离子渗透性能的重要因素。混凝土抗氯离子渗透机理主要有以下几个方面：
1.混凝土孔隙结构的作用。混凝土中的毛细孔、孔径分布等孔隙结构参数会影响氯离子在混凝土中的输运。
2.氯离子的扩散作用。氯离子在混凝土中的扩散主要是指氯离子在混凝土中的自由扩散和受水流、气流等因素影响的非自由扩散。
3.混凝土中钙化作用的作用。钙化作用是指混凝土中的水泥石体与氯离子发生反应，从而形成新的稳定物质。
四、混凝土抗氯离子渗透试验方法
混凝土抗氯离子渗透试验是评价混凝土抗氯离子渗透性能的重要手段。常见的试验方法主要有以下几种：
1.表观扩散系数法。表观扩散系数法是一种较为简单的试验方法，其原理是通过测量氯离子在混凝土中的扩散速率来评估混凝土的抗氯离子渗透性能。
2.电化学方法。电化学方法是一种通过电化学技术评估混凝土抗氯离子渗透性能的试验方法，其原理是通过测量混凝土表面的电位和电流来评价混凝土的抗氯离子渗透性能。
3.质量损失法。质量损失法是一种通过测量混凝土质量变化来评价其抗氯离子渗透性能的试验方法。
双掺粉煤灰和矿粉的海工混凝土抗氯离子性能试验分析
■建筑材料 福建建设科技２０１２．Ｎｏ．３
双掺粉煤灰和矿粉的海工混凝土
抗氯离子性能试验分析
吴毅峰（招商局漳州开发区有限公司福建漳州 ３６３１０５）
［摘要］在混凝土ｑ－掺加适当的掺合料能提高混凝土的密实性，增加混凝土的电阻率，有效提高混凝土的耐久性，本文通
过正交试验及直观分析法研究混凝土配合比参数（水胶比、粉煤灰掺量、矿粉掺量和砂率）对不同龄期海工混凝土抗氯离子渗透性
能的影响趋势。通过试验分析，给出了最佳粉煤灰和矿粉掺量以提高海工混凝土的抗氯离子渗透性能，为海工混凝土配合比设计
提供参考。
［关键词］ 海工混凝土 正交试验直观分析法抗氯离子渗透性能
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｉｎｅ ｉｏｎ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｍａｒｉｎｅ
ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍｉｘｅｄ ｗｉｔｈ ｆｌｙ ａｓｈ ａｎｄ ｓｌａｇ ｐｏｗｄｅｒ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｆｉｖｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ，ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｔｈｉｓ ｐａ～
ｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ—ｂｉｎｄｅｒ ｒａｔｉｏ．ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ，ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｌａｇ ａｎｄ ｓａｎｄ—ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎｓ ｉｍｐｅｒｍｅａｂｉｌｉ—
ｔｙ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｍａｒｉｎｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｕｓｉｎｇ ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，
ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ ａｎｄ ｓｌａｇ ａｓｈ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎｓ ｉｍｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｐｅｒｆｏｒｒｈａｎｃｅ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｕｇ—
Permit
质量控制与检测 广东建材２０１５年第８期
Ｐｅｒｍｉｔ离子迁移仪法混凝土氯离子
渗透性研究进展
赵伟曾金雄
（广东华路交通科技有限公司）
【摘 要】混凝土抗氯离子渗透性是影响混凝土结构使用寿命的主要因素，外加电场非稳态评价方 法无法直接检测、评估实际工程结构的耐久性。Ｐｅｒｍｉｔ离子迁移仪法是一种氯离子渗透性现场原位 检测方法，可以快速检测混凝土氯离子扩散系数。文章综述了离子迁移仪试验方法、稳态阶段的判定、 氯离子浓度梯度与电导率梯度的关系及测试结果应用，对存在的相关问题进行了讨论并对需进一步 研究的问题提出了建议。
【关键词】混凝土；Ｐｅｒｍｉｔ离子迁移仪法；氯离子扩散系数；控制指标
１引言 橡胶圆环予以外界封闭。
钢筋锈蚀是影响混凝土结构使用寿命的主要因素，
氯离子的渗入又是引起混凝土中钢筋锈蚀的主因，研究
混凝土的抗氯离子渗透性对钢筋混凝土的耐久性设计
及寿命预测显得极为重要ｎ］。目前采用ＲＣＭ法、电通量
和ＮＥＬ法等外加电场非稳态试验方法『２ 评价混凝土抗
氯离子渗透性未考虑构件截面、试件尺寸等因素，无法
直接检测、评估实际工程结构的耐久性。同时通过原位
测定混凝土电阻率虽可快速预测混凝土构件耐久性，但
因受混凝土表层干湿影响显著，混凝土电阻率波动范围
较大，该评价方法仅用于定性评估混凝土构件质量，而
无法进行混凝土结构寿命设计和寿命评估。
Ｐｅｒｍｉｔ离子迁移仪法由北爱尔兰女王大学
Ｂａｓｈｅｅｒ教授等人基于稳态电迁移试验的基本原理，是
一种氯离子渗透性现场原位检测方法。。］，近年来受到国
内外学者广泛关注。阎培渝等［ ］为将此试验方法引入国
内对试验参数的调整和试验数据的规范化处理等提出
了建议，国内其他学者也对该试验方法进行了研究和探
讨，取得了许多有价值的研究成果。
２离子迁移仪试验方法
２．１离子迁移仪的组成
Ｐｅｒｍｉｔ离子迁移仪由主机和电子控制器连接部分
组成，如图１所示。主机内含有导电探针、温度探针和微
粉煤灰掺量对混凝土抗氯离子渗透性的影响
第２９卷第２期 内蒙古工业大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＩＮＮＥＲ Ｍ０ＮＧＯＬＩＡ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ０Ｆ ＴＥＣＨＮＯＬｏＧＹ
文章编号：１００１—５１６７（２０１０）０２—０１４９—０５
粉煤灰掺量对混凝土抗氯离子渗透性的影响
０ 引 言 季晓霞 ，霍俊芳 ，李金帅。
（１．内蒙古工业大学土木工程学院，呼和浩特０１００５１；２．呼铁局科研所，呼和浩特０１００１８）
摘要：本文采用ＡＳＴＭ Ｃ １２０２的方法对不同粉煤灰掺量的｝昆凝土抗氯离子渗透
性能进行试验研究．研究结果表明：在保持水灰比不变的前提下，以粉煤灰取代部 分水泥，当粉煤灰掺量在２５ ～４５ 时，混凝土６ ｈ通过的电通量显著降低．但当粉 煤灰掺量超过４５ 后，电通量开始呈现上升的趋势．但总的来说，６ ｈ通过的电通量 还是很小的，在２７Ｏ～６５０Ｃ之间，属于渗透能力很低的混凝土，可以满足抗渗性混 凝土的要求． ’
关键词：粉煤灰；氯离子；混凝土渗透性；电通量
中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标识码：Ａ
在１９９１年召开的第二届国际混凝土耐久性会议上，Ｍｅｈｔａ教授在《混凝土耐久性一五十年进展》主
旨报告中指出：“当今世界混凝土破坏的原因，按重要性递减顺序排列是：钢筋锈蚀、冻害、物理化学作
用．而来自海洋环境和使用除冰盐中的氯离子，又是钢筋锈蚀的主要原因”ｎ ．我国海域辽阔，海岸线很
长，大规模的基本建设集中于沿海地区，而海边的混凝土工程由于长期受氯离子侵蚀，混凝土中的钢筋
锈蚀现象非常严重．我国北方地区，为保证冬季交通畅行，向道路桥梁及城市立交桥等撒除冰盐，大量使
用氯化钠和氯化钙使得氯离子渗入混凝土，引起钢筋锈蚀破坏，导致结构耐久性下降，给社会和人民带
来了巨大的损失．普通混凝土结构抵抗氯离子渗透的能力非常低，许多的工程现状和国内外工程实例都
可以证明这一点。 ．
粉煤灰又称飞灰，是一种颗粒非常细以致能在空气中流动并能被特殊设备收集的粉状物质，我们通
高性能海工混凝土的氯离子渗透性研究
２０１１年第４期（总第２５８期） Ｎｕｍｂｅｒ ４ ｉｎ ２０ｌ １（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２５８） 混 凝 土
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００２—３５５０．２０１ １ ０４ ００４ 理论研究 ＴＨＥＯＲＥＴＩＣＡＬ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
高性能海工混凝土的氯离子渗透性研究
迟培云’
（１青岛 工大学，山东青岛２６６０３３；２ ，何朋祥
青岛建设集团华友公司，Ｉ【Ｊ东青岛２６６０３３）
摘要： 配制了基准混凝土、掺加４０％粉煤灰混凝土、用矿渣粉分别取代１／４和１／３粉煤灰的复合矿物质掺合料混凝土，其２８ ｄ强度除
粉煤灰混凝土外均达到基准混凝土的试配强度 采用自然浸透法将卜述混凝ｔ试件标养７ ｄ后浸泡ｆ海水中，７个月后收出测定不心深度
ＣＩ含量，得出了混凝土的ｃ１扩散系数和混凝土不同深度的Ｃ１含量拟合 线。各种混凝土的电通量均小ｌｆ ５００ Ｃ－－
关键词：高性能；海］：；混凝土；ＣＩ渗透性 中图分类号：ＴＵ５２８ ０１ 文献标志码： Ａ 文章编号： ｉ００２—３５５０（２０Ｉ １）０４一Ｏ０１７－０３
Ｓｔｕｄｙ ０￣Ｉ ＣＩ—ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｍａｒｉｎｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ＣＨＩ Ｐｅｉ，ｙｕｎ ．ＨＥ Ｐｅｎｇ－ｘｉａｎｇ （１．Ｑｉｎｇｄａｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０３３，Ｃｈｉｎａ；２ Ｑｉｎｇｄａｏ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｈｕａｙｏｕ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｐａｒｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｄｄｅｄ ４０％ｆｌｙ—ａｓｈ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｄｄｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍｉｎｅｒａｌ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｍａｄｅ ｆｒｏｍ
荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究现状与发展
公路２００９年９月第９期ＨＩＧＨＷＡＹＳｅｐ．２００９Ｎｏ．９
文章编号：０４５１－－０７１２（２００９）０９－－０２６４－－０５中图分类号：Ｕ４１４．１８文献标识码：Ａ
荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性
研究现状与发展．
赵尚传１，盖国晖２
（１．交通部公路科学研究院北京市１０００８８，２．山东高速青岛公路有限公司青岛市２６６０６１）
摘要：处于海洋环境下以及撤除冰盐环境中的钢筋混凝土结构，氯离子侵蚀是其钢筋锈蚀的最主要原因。根据对氯离子侵蚀的认识过程和荷载作用型式分三个层次对混凝土中氯离子侵蚀性研究现状进行了总结：混凝土中氯离子传输机理、静荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究和反复荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究。提出荷载作用下混凝土中氯离子传输机理研究和侵蚀模型具有重要的理论意义和应用价值，是氯盐环境中承受荷载作用的混凝土桥梁结构耐久性研究的重要发展方向。关键词：桥梁工程，现状与发展｝氯离子侵蚀，荷载；混凝土
钢筋锈蚀是当今世界混凝土结构破坏的主要原
因之一口］。根据美国的统计，在所有结构耐久性破
坏中，钢筋腐蚀破坏可占到５５％。英国调查统计了
２７１项混凝土工程劣化破坏事例，其中碳化锈蚀占
１７％，环境氯盐锈蚀占３３％。Ｅｌ本每年仅用于房屋
结构维修的费用就达到约４００亿日元，大约有
２１。４％的钢筋混凝土结构损坏是因钢筋锈蚀引起
的。日本运输省检查１０３座混凝土码头，发现使用
２０年以上的均有明显的需要立即修补的顺筋开裂
现象。在我国，受氯离子侵蚀而导致耐久性失效甚
至结构破坏的现象越来越多，如建成使用仅７年时
间的某大桥出现预应力桥面板突然断裂事故，建成
使用１２年的某高速公路干线混凝土桥梁普遍出现
钢筋锈蚀。
处于海洋环境下以及撤除冰盐环境中的钢筋混凝土结构，氯离子侵蚀是钢筋锈蚀的最主要原因。
氯离子在混凝土中的实际传输过程比较复杂。对于
不存在裂缝的混凝土材料而言，通常认为氯离子在
混凝土中的传输以扩散为主。而氯离子传输不仅受
混凝土材料自身微细观结构的影响，而且受到混凝
粉煤灰混凝土抗氯离子渗透及抗钢筋锈蚀性能
第９卷第２期 ２００６年４月 建筑材料学报 Ｊ（）ＵＲＮＡＩ ＯＦ ＢＵＩＩ ＤＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＩ Ｓ Ｖ０１．９，Ｎｏ．２ Ａｐｒ．，２００６
文章编号：１００７ ９６２９（２００６）０２—０２１６—０５
粉煤灰混凝土抗氯离子渗透及抗钢筋锈蚀性能
林旭健， 张生营， 季 韬
（福州大学土木工程学院，福建福州３５０００２）
摘要：选取化学成分Ｓｉ０。和Ａｌ。０。总含量相近的Ｉ级粉煤灰和Ⅲ级粉煤灰配制中、高掺
量粉煤灰混凝土，再测试其７，２８，９０ ｄ抗压强度、抗氯离子渗透性能及抗钢筋锈蚀性能． 结果表明：在本试验条件下，同样配合比的Ｉ，Ⅲ级粉煤灰混凝土的抗压强度、抗氯离子渗
透性能和抗钢筋锈蚀性能并无明显差别．试验结果同时表明，目前用于结构混凝土中的粉 煤灰的评价体系尚有待改进．
关键词：Ⅲ级粉煤灰混凝土；氯离子渗透；抗钢筋锈蚀性能 中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标识码：Ａ
Ａｎｔｉ－ｃｈｌｏｒｉｄｅ Ｉｏｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ
Ｆｌｙ Ａｓｈ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ＬｊＮ Ｘｕ－ｊ ｉａｎ。 ＺＨＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ—ｙｉｎｇ． Ｊ Ｉ Ｔａｏ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗｉｔｈ ｍｅｄｉｕｍ ｏｒ ｈｉｇｈ ｖｏｌｕｍｅ（；ｌａｓｓ工ａｎｄ Ｃｌａｓｓ ＨＩ ｆｌｙ ａｓｈ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｃｃｏｒｄ— ｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｆｌｙ ａｓｈ，ａｎｄ ｔｈｅ ７，２８，９０ ｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｈｅ ａｎｔｉ—ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎ ｐｅｒ ｍｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ
高速铁路高性能混凝土抗氯离子渗透影响因素的探讨
２０１２年第５期（总第２７１期） Ｎｕｍｂｅｒ ５ ｉｎ ２０１２（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２７１） 混 凝 土 Ｃｏｎｃｒｅｔｅ 实用技术 ＰＲＡＣＴＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮｏＬ０ＧＹ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—３５５０．２０１２．０５．０４５
高速铁路高性能混凝土抗氯离子渗透影响因素的探讨 盛之会 （中铁九局集团第二工程有限公司，吉林吉林１３２００１） 摘要： 运用快速氯离子迁移系数法（或称ＲＣＭ法）对高速铁路高性能混凝土抗氯离子渗透性能进行试验研究，探讨了水胶比、矿物掺 合料、含气量对氯离子扩散系数的影响，为优化混凝土配合比参数和指导施工提供依据。 关键词：高性能混凝土；氯离子渗透性能；氯离子扩散系数；影响因素 中图分类号：ＴＵ５２８．０１ 文献标志码：Ａ 文章编号： １００２—３５５０（２０１２）０５—０１４１—０３ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｓＨＥＮＧ Ｚｈｉ．ｈｕｉ （Ｔｈｅ Ｎｉｎｔｈ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆＣｈｉｎａ Ｒ￣１ｗａｙ Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｌｉｎ １３２００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｒａｐｉｄ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ（ｋｎｏｗｎ ａｓ ＲＣＭ ｍｅｔｈｏｄ）ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｓｔｕａｙ ｏｆｔｈｅ ｈｉ －ｓｐｅｅｄ ｒ￣１ｗａｙ ｈｉ曲一ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆｗａｔｅｒ—ｃｅｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ，ｍｉｎｅｒａｌ ａｄｍｉｘｔｕｒｅｓ，ａｉｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍｉｘ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｇｕｉｄａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉ曲一ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｃｈｌｏｒｉｄｅｉｏｎｐｅｎｅ￣ｉｏｎ；ｃｈｌｏｒｉｄｅｉｏｎｄｉｆｕｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ
管桩混凝土氯离子渗透性试验研究的初步结果
广东建材２００８年第１期 管桩专栏
管桩混凝土氯离子渗透性
试验研究的初步结果
陆酉教高仁辉仲以林宋德强 （佛山市高性能混凝土外加剂工程技术研究开发中心） 摘 要：采用荚旧标准ＡＳＴＭ Ｃ１２０２混凝土抗氯离子渗透标准试验方法对基准、掺磨细矿渣和磨细 砂的管桩混凝土进行了电通量试验，初步试验结果表明：基准管桩混凝土的电通量约为３００￣Ｃ左右； 掺磨细矿渣可降低管桩混凝土的电通量，降低２００。Ｃ以下；使用磨细砂则大幅度降低电通量，不到 ６０￣Ｃ，盛发管桩和佛山管桩的桩身芯样的电通量也在１００￣Ｃ以下。 关键词：ＡＳＴＭ Ｃ１２０２；电通量；磨细砂
ＰＨＣ管桩应用范围的日益扩大和耐久性要求的不 断提高，ＰＨＣ管桩能否适用于自然环境严酷的土建工 程，如海洋、港口、寒冷地区、地下水中侵蚀性介质浓度 较高的西部及内陆地区的工程，这就需要考虑到预应力 高强混凝土管桩耐久性问题。 我国现行的ＰＨＣ管桩生产技术多为上世纪８０年代 末、９０年代初从国外引进的。１９９４年，我国相关专家学 者提出了用磨细砂等量替代部分硅酸盐水泥的配料技 术思路。在ＰＨＣ管桩多年的使用过程中，与混凝土的耐 久性越来越受到工程界的重视相比，ＰＨＣ管桩混凝土的 耐久性研究很少。 人们通常不怀疑ＰＨＣ管桩的耐久性，但随着人们对 混凝土耐久性的普遍关注，ＰＨＣ管桩混凝土的耐久性也 日益受到专家学者的关注。２００１年严志隆 在 Ｈｃ管 桩在基础工程中的耐久性的初步探讨》中分析了混凝土 在基础工程中被酸性腐蚀的机理，并探讨了提高管桩抗 腐蚀性的一些办法。金舜眩 在《我国预应力混凝土管桩 的发展现状和发展方向》中提到应注意ＰＨＣ管桩的耐久 性，对于有耐久性要求的场合，需按照混凝土结构耐久 性要求进行设计。李建澎等嘲在 ＨＣ管桩在基础 ：程中 的耐久性初探》中讨论了ＰＨＣ管桩在基础工程中可能遭 遇的耐久性问题，探讨了避免出现这些问题的技术途 径。王海飞“ 在《提高ＰＨＣ管桩混凝土抗氯离子渗透性 能》中研究了提高ＰＨＣ管桩混凝土渗透性的技术途径， 试验采用ＡＳＴＭ Ｃ１２０２电通量法进行，试验结果表明，通 过控制水灰比和掺加矿物掺和料的方法可使电通量值 降至１０００库伦（Ｃ）以下；采用３０％的￥９５磨细矿渣和５％ 的硅灰复掺，可显著降低混凝土的渗透性，电通量值可 控制在６０Ｖ以下。某管桩企业对ＰＨＣ管桩混凝土试件 的耐久性指标进行了较为全面的测试：抗氯离子渗透 性，硫酸盐腐蚀，抗冻性等性能。试验结果：试件电通量 值较大，氯离子扩散系数偏大，但两者之间没有相关性； 在干湿交替试验条件下，试件的抗硫酸盐腐蚀性能较 差，１５次循环后，试件两端即出现明显胀裂；硅酸盐水 泥的ＰＨＣ管桩混凝土抗冻性为Ｆ１００，掺磨细砂的则不 到Ｆ７５。试验结果表明目前的ＰＨＣ管桩混凝土的耐久性 并非象人们想象得那样好，虽然强度达到９０ＭＰａ以上， 但是耐久性却出乎意料的低。认为是蒸压过程，混凝土 中产生的微裂隙是造成ＰＨＣ管桩耐久性下降的主要原 因。 但１９９５年日本阪神地震后，对地震后建筑物的基 础调查发现使用管桩之外的建筑物基础都受到了不同 程度的破坏，而且ＰＨＣ管桩保持完好Ｅｓ］，这表明ＰＨＣ管 桩不仅在抗震方面有很大的优势，其耐久性也较好（日 本阪神地区濒海，日本从有ＰＨＣ管桩至１９９５年已有２０ 余年历史）。那么这其中是什么原因造成目前的试验结 果显示ＰＨＣ管桩混凝土的耐久性非常低呢？是其本身 的缺陷造成，还是所研究ＰｔｔＣ管桩混凝土耐久性的试验 所用的试件从原材料、配合比、制作工艺（包括搅拌、成 型、养护）等本身就不符合工艺要求造成的呢？因为影响 ＰＨＣ管桩混凝土的耐久性的因素有：原材料、配合比、生 产工艺制度和试验方法等，这些问题均值得我们去认真 研究与分析。 １试验方法与原材料 本文采用美国ＡＳＴＭ Ｃ１２０２“混凝土抗氯离子渗透 性标准试验方法”，对目前管桩混凝土的抗氯离子渗透 性能进行了试验。ＡＳＴＭ Ｃ１２０２试验的具体方法：５０ｍｍ