氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下c50高性能混凝土的耐久性研究

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1、第35卷，第3期中国铁道科学Vo1．35No．32014年5月CHINARAILWAYSCIENCEMay，2014文章编号：1001-4632(2014)03～0041—06氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下C50高性能混凝土的耐久性研究王月，安明拮，余自若，李志光，王华(北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)摘要：通过混凝土抗冻性快动法试验，对C50高性能混凝土进行氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的耐久性研究，结果表明：试件尺寸对氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下混凝土的质量损失率影响很大，尺寸为100m_mX100mmX100mrfl的试件经225次冻融循环质

2、量损失率已大于5，而尺寸为100mmX100mm~400l'nn2的试件经500次冻融循环质量损失率仍小于5；随着冻融循环次数的增加，试件的相对抗压强度与相对动弹性模量呈线性关系，而且相对抗压强度的下降速率是相对动弹性模量下降速率的3．74倍；试件在氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用失效时的氯离子渗透深度为8．21TilTi；表层O～5Inrn深度内的氯离子浓度大于5mg·g～，明显高于自然扩散；在氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下，C50混凝土中氯离子的扩散规律满足菲克第二定律，扩散系数为1．21×10。m2·S1；按保守估计，当C50混凝土的保护层厚度分别为3O和40r

3、ain时，因氯盐侵蚀而导致其破坏的时间分别为39和88a。关键词：高性能混凝土；氯盐侵蚀；冻融循环；耦合作用；耐久性；寿命预测中图分类号：TU528．33文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4632．2014．03．07混凝土材料由于价格低廉、使用寿命长等优点mmX100mm，用于测定冻融循环后抗压强度、质在各国铁路桥梁和公路桥梁中得到了广泛的应量损失率、氯离子渗透深度、氯离子扩散系数；②用[1]。在沿海地带、西部盐碱地带、极寒地带，混100mmX100mm×400mm，用于测定冻融循环凝土结构往往同时遭受氯盐侵蚀、冻融循环、干湿后相

4、对动弹性模量、质量损失率。循环等因素的耦合作用。氯盐腐蚀、冻融破坏是这抗冻性试验按照《普通混凝土长期性能和耐久些地带钢筋混凝土的常见病害。性能试验方法标准》中的快动法进行，浸泡液为质目前，关于冻融循环或氯盐侵蚀单因素对混凝量分数5．O的NaC1溶液，试件的中心温度分别土性能的影响的研究较多[2]。但对于氯盐侵蚀与控制在(一17±2)～(5±2)℃，冻融周期为2～冻融循环耦合作用的试验研究很少，尤其是对于掺4h。混凝土试件在冻融试验过程中均处于全浸泡入矿物细掺料的C50高性能混凝土。本文进行氯状态。每经过25次冻融循环后测定1次试验数据，盐侵蚀与冻融循环耦合作用

5、下C50高性能混凝土并更换NaC1溶液，以确保混凝土试件在冻融过程的力学性能及耐久性研究。中处于基本相同的离子浓度中。1试验概况2试验结果与分析本试验用的C50混凝土配合比为42．5普通硅2．1宏观损伤现象酸盐水泥：粗碎石：细碎石：砂：粉煤灰：矿粉：图1为不同冻融循环次数后C50高性能混凝水：减水剂一308：565：565：693：88：44：土的表面形态。从图1可以看出，随着冻融循环次132：5．3。试件尺寸有2种：①100mm×100数的增加，混凝土表层逐渐脱落；冻融循环100次收稿日期：2013-09—3O；修订日期：2014—01-09基金项目：国家自

6、然科学基金资助项目(51278039，51108019)；中央高校基本科研业务费资助项目(2014YJS086)作者简单：王月(1988一)，女，辽宁鞍山人，博士研究生。中国铁道科学第35卷圆形。AgNO3显色法一般用于测定氯离子侵蚀后面氯离子浓度C一14．26mg·g_。。但此情况下氯混凝土中的氯离子渗透深度，是一种简单而快捷的离子的扩散并不是简单的自然扩散，混凝土的冻融方法。因此，本文采用AgNO。显色法并参照《普破坏一般是从表及里的，因此表层氯离子浓度显然通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》的测定氯高于自然扩散。当渗透深度为0～5mm时，氯离离子深度法测

7、定冻融循环后C50高性能混凝土的子平均浓度大于5mg·g～，实测值为5．827mg·氯离子渗透深度。具体为取出冻融循环后的试件，g_。。随着深度的不断增加，氯离子浓度迅速降低，将其表面冲洗干净后，在压力试验机上将其劈开，深度大于10mm时其含量低于0．1mg·g一。并在劈开的试件断面上立即喷涂浓度为0．1mol·L的AgNO。溶液显色指示剂，15min后用防水3寿命预测笔描出渗透轮廓线。每组3个试件，每个试件至少测试5个测点，以平均值为最终渗透深度。测得氯由菲克第二定律可知，只要知道了混凝土材料盐侵蚀与冻融循环耦合作用350次后氯离子渗透深的扩散系数D和表面氯

8、离子浓度C，便可以求出度为8．2mm。