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1、2002年第10期(总第156期)混 凝 土全国建筑科学核心期刊Number10in2002(TotalNo.156)ConcreteChinaBuildingScienceCorePeriodical氯离子扩散测试方法演变和理论研究背景刘斯凤(东南大学材料科学与工程系,江苏南京 210096)[摘 要]氯离子扩散试验方法的选择是准确研究氯离子在混凝土中渗透行为的关键。同时,可靠而准确的试验方法也是混凝土耐久性设计的基础,而理论模型的建立是将试验室试验结果应用于工程实际的依据。本篇文章简要地回顾了测试氯离子扩散系数的不同试
2、验方法及其理论背景。[关键词]氯离子; 扩散; 理论模型; 浸泡; 快速渗透; 电迁移; 交流阻抗; 电阻率; 孔液;Fick第一定律;Fick第二定律; 稳态; 非稳定; 多介质[中图分类号]TU528101[文献标识码]A[文章编号]1002-3550(2002)10-0021-041 前言2 试验方法的演变氯离子是引起钢筋混凝土结构腐蚀破坏的主要原因之一。211 盐溶液长期浸泡试验因此,研制出一种测试氯离子在混凝土中渗透行为的可靠试验1981年以前,美国测试混凝土中氯离子扩散的方法主要方法是混凝土耐久性设计的关键,而理论
3、模型的建立是将试验采用的是盐溶液长期浸泡法。即美国最早的氯离子扩散试验[1～3]结果应用于工程实际的依据。标准方法———AASHTOT259(盐溶液浸泡试验)。后来欧经过多年的探索,研究氯离子扩散的试验方法和理论已经洲在此基础上作了一些变更,并制定了NordTest,NTBuild[4]取得了很大的进展,并用于指导工程实际。氯离子扩散试验的443294氯离子扩散试验标准。测试指标根据试验方法的不同而不同,其最终目的都是计算氯 从图1和图2可以看出美国和欧洲在氯离子扩散长期浸离子的扩散系数,从而预测该环境下混凝土的服役寿命。一
4、般泡试验方法上存在着不同,最明显的不同是对试件的处理,美来说,用不同的试验方法测得的氯离子扩散系数是不能直接比国AASHTOT259标准中的试件留下两个相对暴露面,较的,甚至用同一种测试方法,而浸泡溶液不同,所测试的扩散NordtestNTBuild443294试验中试件只留一个暴露面;其次是系数也不相同。本篇文章简要地回顾了测试氯离子扩散系数暴露的环境。虽然如此,两种浸泡试验中混凝土的浸泡时间几的不同试验方法及其理论背景。乎一致,即普通混凝土在氯化钠溶液中35天,对高强、高性能图1AASHTOT259(saltponding
5、)testsetup图2Nordtestsetup.混凝土,盐水浸泡时间为90天或更长。ASTM选定为标准试验方法。AASHTOT277(ASTMC1202)试212 快速氯离子渗透试验方法验的具体方法:50mm厚,100mm直径的水饱和混凝土试件,两21211AASHTOT277(ASTMC1202)标准试验方法端水槽所用溶液分别为310%NaCl和013MNaOH,在60V的外由于长期浸泡试验所需的时间长,因此人们一直在努力寻加电场下,持续通电6小时后测定通过混凝土试件的总电量。求一种快速测定氯离子渗透的试验方法。电(直流
6、电)加速氯 该装置测试指标及评判混凝土中氯离子渗透的标准见表[5,6]离子扩散试验方法最初由Whiting于1981发明,最早是快1,它是在规定时间内测定通过混凝土的电量高低来判断混凝速氯离子渗透试验方法(RCPT)。该装置的设计原理是溶液中土的抗氯离子渗透能力。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 尽管该试验方法被选定为标准试验方法,但是,这种测试氯为60V,试验装置见图3。离子渗透的技术遭到许多业内人士的否定,如(SaitoandIshi2 由于这种试验方法持续时间短,在试验室内具有重复使用moiri
7、,1995;Goodspeedetal.,1995;ThomasandJones,1996;Samaha性,该试验方法于1983年被美国公路运输局定为标准试验方andHover,1996)。争论的焦点主要集中在以下几个方面:法,即AASHTOT277,紧接着又被美国试验与材料协会(i)通过试件的电量与孔液中所有的离子相关,而并不只[收稿日期]2002-06-20·21·©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.但是要有足够的尺寸以避免骨料界面的
8、影响。21213 快速迁移试验TangandNilsson[1991]设计一种经过改装的、更方便的迁[10]移装置,如图5。迁移装置中所用试件尺寸为直径100mm,厚度为50mm。所用的外加电压为30V。除了不用监测装置下游溶液中的氯离子浓度外,试验过程与电迁移试验相同。达到
