海洋或除冰盐环境下的冻融作用会造成混凝
土结构的盐冻劣化.盐的存在虽然可以降低混凝
土孑L溶液的冰点,但对混凝土的耐久性却会产生
更多负面效应[1]:一是提高混凝土饱水度,当混凝
土饱水度大于临界饱水度时,混凝土材料会因静
水压或渗透压而受拉破坏;二是作为过冷溶液的
盐溶液最终结冰将增加破坏作用;三是混凝土表
分析了盐冻条件下混凝土孔结构变化及氯离子传输
规律.本文的研究将为揭示冻融环境下混凝土微结
构演化机理与混凝土宏观抗冻性能指标的量化关
系、建立更合理的氯盐冻融混凝土损伤模型提供一
定的试验基础。
1 试验方案
面和内部盐浓度差导致的分层结冰所产生的应力 1.1 试块制备
差会造成混凝土表面更严重的剥蚀;四是除冰盐 水泥:山水东岳集团水泥厂生产的P·O 42.5
融化混凝土表面的冰雪时,将引起额外的热冲击 普通硅酸盐水泥,细度为346 m。/kg;砂:青岛大沽
而产生破坏应力;五是过饱和盐溶液在孔中析出 河砂场产中砂,细度模数为2.7,级配合格;粗骨料:
盐结晶而形成结晶压,对混凝土内部结构造成胀 青岛磊鑫集团的5~2O mm连续级配碎石;外加剂:
裂趋势.盐冻环境作用下的混凝土损伤机理十分 江苏博特新材料公司的JM-PCA(I)聚羧酸高效减
复杂.近6O年来国外关于混凝土(氯)盐冻问题的 水剂和浙江常山的SJ一3型三萜系粉末状引气剂.
物理损伤机理研究在多方面得到了较为一致的规 制备了未引气、弓{气2种类型共4种水灰比的
律 ],但关于盐冻环境下的混凝土微结构以及传 试块;在混凝土拌制过程中测定拌和料的含气量和
输性质的研究仍缺乏系统结论. 坍落度;试块成型1 d后拆模,放入水中养护至28 d
本文研究了水灰比、含气量等因素对混凝土在 龄期.此外,各组试块以100 mm×100 mm×100 mm
冻融和盐冻环境下劣化的影响,进行了微观形貌分 的立方体规格测得其28 d抗压强度.试块配合比、
析和冻融条件下氯离子在混凝土中的传输性试验, 含气量、坍落度和抗压强度见表1.
表1 试块配合比、含气量、坍落度和抗压强度
Table 1 M ix proportion.air content-slump and compressive strength of specimen
Mix proportion/(kg·m一。) Water ducing Air_。n r ined Slump/ Compres
,
sive A
ir c。ntent
—
Cement Sand
—
Gravel W ater (bv
昭ma /% (by / mm 2n
8 (by ss)/ (by mass)/ “““ d/ M Pa (~b y ⋯v0】⋯um⋯e ⋯
用于混凝土质量损失和相对动弹性模量测定的
试块规格为100 mmx100 mm×400 iTlm的棱柱体.
对试块的砂浆部分取样,进行侵入氯离子含量分析、
扫描电镜观测和孔结构的压汞分析.
1.2 冻融过程和试验方法
将养护后的试块预饱水处理后浸泡在质量分数
为3 的NaC1溶液中,根据GB/T 50082-2009<<普
通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》规定
的快冻法对试块进行一定次数的冻融循环(0,25,
50,100,200次),同步对另一部分试块参照快冻法
进行水冻冻融.对经过水冻及盐冻后的水泥砂浆试
块取样,用PoreMaster一33全自动压汞仪进行压汞
孔结构分析,用日立S一3500N扫描电子显微镜进行
微观结构分析.
评价盐冻后试块中的氯离子含量(质量分数,
下同)时,先对试块成型面由表及里间隔1~2 mm
逐层磨粉,磨粉时注意剔除或避开粗骨料集中的
区域,随后按照行业标准JTJ 27O一98《水运工程
混凝土试验规程》中的化学滴定分析法来测定混
凝土中水溶性氯离子含量.
氯离子在混凝土中的扩散属于非稳态扩散,可
以近似用Fick第二定律来描述:
r ]
C(x )一Co+(cs—Co)·1一erf( j
式中:z为距混凝土表面的深度,mm;t为暴露于盐
溶液中的时间,S;C。为混凝土表面理论氯离子含
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