氯离子的固化、扩散及扩散动力学研究

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第l页摘要本文是基于在氯盐环境中所存在的钢筋混凝土耐久性问题提出的，目的是通过对混凝土的材料组成、所处环境等条件对氯离子的固化、扩散情况的影响进行研究、分析、归纳，并通过扩散动力学原理来探讨氯离子的扩散过程。论文首先从混凝土中钢筋的锈蚀状况和锈蚀原理着手，阐述了钢筋锈蚀对混凝土的破坏过程，并指出氯离子是造成混凝土钢筋锈蚀的首要因素，而且对影响混凝土钢筋锈蚀速度的因素做了较为详细的说明，为本论文的关于氯离子固化和扩散部分的实验设计部分提供了参考依据。文中对不同条件下氯离子固化情况做了较为详细的论证，研究证明，水泥的水灰比、水泥中添加矿物掺合料、碳化、pH值、以及外部

2、溶液中氯离子浓度不同均对水泥基材料氯离子的固化能力有影响。随着水灰比的增大，氯离子的固化能力随之增大；碳化对氯离子固化的影响是碳化使氯离子的固化能力降低，但却并不改变水灰比对氯离子固化的影响规律；当水灰比都为0．4时，用矿物掺合料等量替代部分水泥，总体上来说可以提高氯离子的固化能力，但掺杂硅灰的水泥石的氯离子固化能力却低于其他的水泥石，甚至低于纯硅酸盐水泥；随着溶液pH值的增大，氯离子的固化能力增强；当外部溶液的氯离子浓度增大时，水泥氯离子的固化能力也随之增强。考虑到在扩散过程中，有部分氯离子被固化，文中修正了Fick扩散定律，并依此设计了扩散实验模型。根据所设计的扩散模型，实验得出在水泥水灰

3、比不同和添加不同矿物掺合料时对氯离子扩散的影响规律：氯离子的扩散随水灰比的而增大而增强；水灰比为0．4时，添加矿物掺合料可明显降低氯离子的扩散。文中还通过微观分析来探讨氯离子的固化和扩散机理；并通过钢筋锈蚀试验来验证氯离子固化、扩散试验所得的结论。结论证明，钢筋锈蚀产生时间长短与氯离子的固化、扩散规律一致。关键词：氯离子固化扩散钢筋锈蚀西南科技大学硕士研究生学位论文第lI页AbstractThisresearchworkrelatedtothethesisisbasedonthedurabilityproblemofreinforcedconcreteinsalineenvironment．T

4、heaimoftheresearchworkistostudyandanalyzetheeff．ectofconcretecompositionandsurroundings，etc．onthechloridebindinganddifIUsionofconcrete．Thediffusionprocessofchloridethroughconcretewasdiscussedbasedondiffusiondynamicstheory．Fifstly；thecorrosionstatusandthecorrosionprincipleofsteelinconcreteareintroduc

5、edinthispaper．Itwasshownthatsteelcorrosioncouldcausecrackingandspallingofconcretecover，anditisthechlorideionthatleadstothecorrosionofsteelreinforcement．Thefactorsaf．fectingtherateofsteelcorrosionwerediscussed，anditproVidesthebasisfIorthedesignofresearchworks．Theef-fectofdif．ferentconditionsonchlorid

6、ebindingcapabilitywasdiscussed．Thetestresultsshowedthatthew／cratio，mineraladmixtures．carbonization，pHvalue，andchlorideconcentrationcaninnuencechloridebindingcapabilityofcementpaste．Thechloridebindingcapabi“tyincreasesasthew／cratioincreases．Whenthecementiscarbonized，thechloridebindingcapab订itywillred

7、uce，butcarbonizationdoesn’tchangethenlleofthew／cratio．Whenthew／cratiois0．4，theinco叩orationofmineraladmixturesexceptforthesilica如mecanincreasethechlo“debindingcapabilityofcement．However，theincorporatio