高性能混凝土氯离子快速扩散试验与浓度分布分析

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发布时间：2021-09-15

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高性能混凝土氯离子快速扩散试验与浓度分布分析
陈正’。杨绿峰1I2，蒋琼明
(1．广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全教育部重点实验室，广西南宁530004；
2．广西壮族自治区住房和城乡建设厅，广西南宁530028)
摘要：根据美国建筑协会ASTMC1202标准对制备得到的复合外掺料高性能混凝土开展了6h快速氯离子扩散试验，研究
表明不掺加矿物掺合料的普通混凝土抗氯离子渗透性能低于各组掺矿物掺合料的高性能混凝土，其中三掺粉煤灰、硅灰和矿渣
的高性能混凝土的抗氯离子渗透性能最佳。采用基于Fick第二定律的解析解对试验后各组混凝土中氯离子的浓度分布进行拟
合，其拟合结果与试验值吻合情况较好，说明加速试验后混凝土中氯离子的分布仍然符合Fick第二定律，拟合结果同时表明，快
速氯离子扩散试验对于普通混凝土和不同配合比的高性能混凝土中氯离子扩散的加速程度存在差异；复合掺加矿物掺合料的高
性能混凝土中氯离子含量较低是由其较小的扩散系数和较低的表面氯离子浓度共同决定的。
关键词：高性能混凝土；氯离子扩散；Fick第二定律；矿物掺合料
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2013)06—0015—04
Rapid chloride permeability test and concentration distribution of high-performance concrete
CHENZheng ，YANGLufeng1,2 JIANGQiongming
(1．KeyLaboratoryofDisasterPreventionandStructural SafetyofChinaMinistryofEducation，School ofCivilEngineering
an d Architecture，Guan gxi University，Nanning 530004，China；2．Department ofHousing and
Urban—RuralDevelopment，GuangxiZhuangAutonomousRegion，Nanning 530028，China)
Abstract： Investigated the influence of compound admixture on chloride diffusion in high—performance concrete(HPC)．The Coulomb
electric charge of hi曲-performance concrete specimens with compound admixture was determined by 6 h AsTM C 1202 experimentation
based on the American Institute ofArchitects．The experimental results showed that the chloride difusion perm eability ofall ofthe high-performan
ce concrete cont~nedwith admixturewerebeRerthanthose oftlle common concrete，an dtheonewith fly ash，blastfurnace slagan d
silica fume was the best．The close form solution based on Fick’S second law was applied to analysis the chloride concentration in concrete．The
resultsofthecloseform solutionWas wellinagreementwiththeexperimentandindicatedthattherewerediferencesforthedegreeofaccelerationofchlorideindiferentmixingratioco
creteintherapidchlorideperm eabilitytest．Lowchlorideconcentrationinthehigh—perform ance
concretecontainedwithcompoundadm ixturewasattributedtothesmalldiflusioncoe伍cientandlOW surfacechlorideconcentrationtogether．
Key words： high．perforlnarlce concrete；chloride difu sion；Fick’S second law；mineral admixture
0 引言
海洋混凝土结构由于长期暴露于富含氯离子的海洋
环境下，其内部的钢筋常常由于氯离子的侵入造成钢筋锈
蚀而膨胀，从而导致外部混凝土的开裂和剥落，并最终造
成海洋混凝土结构的破坏。由于高性能混凝土具有较低的
氯离子渗透性，许多海洋混凝土结构纷纷采用掺矿物外掺
料的高性能混凝土作为其主要建筑材料，Aitcint-】研究发现
与普通混凝土相比，高性能混凝土在氯盐环境下具有更好
的耐久性。Soleymani[2]，Kayali[3]和Gowripalan[4]等研究表明
高性能混凝土具有更好的抗氯离子扩散性能。Maliktz，
Montes[~等对在海洋环境下或人工模拟海水环境下的高性
能混凝土的腐蚀规律进行了研究和讨论，并找了一些到在
腐蚀过程中的一般性规律。Bai[~研究发现复合掺加粉煤灰
和偏高岭土的高性能混凝土在强度损失和氯离子渗透性
等方面都低于普通混凝土和单一掺加粉煤灰的混凝土，具
有更好的耐久性，究其原因在于火山灰反应生成物对固化
混凝土中游离的氯离子有更好的效果。
美国ASTM C1202标准is]利用外加电场的方式对氯离
子在混凝土中的扩散进行加速，并基于混凝土6 h电通量
对混凝土氯离子渗透性能进行评价，由于该方法的试验周
期短，操作简便，已经成为目前国内外最常用的氯离子扩
散加速试验方法和评价混凝土氯离子渗透性能的方法。然
而，电场加速试验后高性能混凝土中氯离子的分布是否与