人工气候环境下混凝土梁中氯离子浓度分布规律的研究

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1、浙江建筑，第27卷，第12期，2010年12月ZhejiangConstruction，Vo1．27，No．12，Dec．2010人工气候环境下混凝土梁中氯离子浓度分布规律的研究StudyonChlorideIonDensityDistributionLawinConcreteBeamUnderArtificialClimateConditions王建东，徐惠芳，曾凡信，沈妙金WANGJian—dong，XUHui-fang，ZENGFan—xin，SHENMiao-ji(I．浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州310032；2．浙江天都

2、实业有限公司，浙江杭州311100)摘要：在设定的人工气候氯盐腐蚀的环境下，对两种不同水灰比的钢筋混凝土梁进行了腐蚀试验研究，分析了氯盐腐蚀后的钢筋混凝土梁在不同部位氯离子含量随深度的变化趋势。结论表明氯离子浓度和水灰比、受拉区内力大小有关。关键词：人工气候；氯离子；钢筋混凝土梁；腐蚀中图分类号：TU528．1文献标识码：A文章编号：1008—3707(2010)12—0057—03我国海域辽阔，海岸线很长，岸边水工混凝土应工气候环境法具有试验周期短、试验条件可以严格控用广泛。海岸边的混凝土工程，无论是原有的还是制、试验的重现性较好、试

3、验的成本及复杂程度低、试新建的，都受不同潮位(即干湿交替和温度变化等验结果的可靠性较高等优点，被广泛应用。环境下)和含氯盐潮水(或盐雾)的作用，使得混凝1试验梁的制作及腐蚀方法确定土不同程度地受氯离子侵蚀、碳化、裂缝以及钢筋锈蚀等问题。因此在设计中除了满足安全性和适1．1钢筋混凝土试验梁及加载用性的要求外，为了满足其50～100年的服役寿命，试验梁尺寸为120mm×240mm×2400mm。水工混凝土的耐久性是必须考虑的内容。梁内底部配2(／)12的钢筋，上部架立筋为2(／)10，箍一般情况下，氯离子侵蚀环境下钢筋混凝土结筋为西6@10

4、0，混凝土保护层为20mm。混凝土梁在构的腐蚀过程分为两个阶段，第一阶段为混凝土结人工气候试验室内采用两点加载法，中间纯弯段长构的腐蚀诱发期，即氯离子经由混凝土保护层，扩散度为500mm，重物加载量为钢筋混凝土梁理论开裂至钢筋表面并积聚到临界浓度的这一段时期。第二荷载数计算值。个阶段是腐蚀发展期，即氯离子侵蚀到钢筋表面并1．2人工气腐蚀方法聚集到临界浓度后，钢筋开始快速锈蚀的过程，这一由于现场影响氯离子侵蚀的环境因素很多，要阶段又分为保护层开裂期、剥落期和结构倒塌期。真正模拟是比较困难的，只能在设计时忽略对侵蚀目前对混凝土构件进行的腐蚀

5、试验的方法可分影响程度小的因素，重点放在模拟环境的浓度、温度真实实验法和模拟实验法。在自然环境下的“真实实和干湿循环过程中。试验用多功能气候试验室设备验法”一般采用计算研究，很难实时跟踪测量，所以常(见图1)，具体设置了4个环境条件来模拟春、夏、采用模拟实验法。常用的模拟实验法有长期浸泡法、秋、冬四个季节。每个模拟环境中采用干燥腐蚀干湿循环法、内掺法和人工气候环境法等。其中的人46h之后用5％的喷盐雾从上部向下喷洒2h的方收稿日期：2010—08—11基金项目：浙江省教育厅2008年度科研资助项目(20080523)作者简介：王建东(1

6、975一)，男，浙江绍兴人，工程师，主要从事建筑材料与结构试验研究。58浙江建筑2010年第27卷案，以达到加速腐蚀的效果。这样经历的四个气候离子浓度值，见图3和图4。环境后形成一个大循环，相当于自然时间1a(h表示小时，d表示天，a表示年)。根据混凝土配合比的不同，共制作2个水灰比的钢筋混凝土梁，其中0．61水灰比的是根据既有混凝土(钱塘江沿岸水闸的闸墩混凝土)推定得到⋯，而0．45水灰比是做对比试验的。各试验梁进入试验室前，在梁的4个面(除梁的上下面外)上涂环氧树脂层，以达到试验只允许梁的上下面氯离子侵入的目的。2氯离子浓度测定腐蚀

7、梁出仓后，在未涂环氧树脂隔离层的混凝土梁上下面，按要求(取芯位置与编号见图2)进行图1多功能气候试验室钻芯取样，并将芯样按厚度2mm的规格从梁表面侧逐步向内侧研磨成粉末，芯样磨至梁外表面以下30mm结束，再使用美国Thermo720A酸度计测定各样品的自由氯离子含量值，计算出相应的浓度值。2．1同一水灰比和腐蚀时间试验梁中氯离子浓度200250200200200150分布经对腐蚀40d的两种水灰比混凝土梁测定自由氯离子含量后，得到各梁各芯样部位不同深度的氯离子浓度值。按同一水灰比梁中不同部位测得氯图2试验梁混凝土芯样位置与编号O3婆O2

8、差。键譬nⅡO10O24681012141618202224262830深度／ram深度／mm(a)粱上表面(b)梁下表而图30．45水灰比梁中氯离子浓度随深度变化趋势246810l2l4161820222