海工混凝土耐久性能的研究

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发布时间：2021-09-16

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海工混凝土耐久性能的研究
彭志珍，张玉珍，巴恒静
(哈尔滨3-,11,大学材料科学与工程学院。哈尔滨150001)
【摘要】利用CDF抗盐冻性能试验和抗氯离子渗透性试验来综合评价海工混凝土的耐久性。结果表明：
随水胶比的降低，海工混凝土42次盐冻剥落量和相对动弹性模量损失率减小，抗氯离子渗透性提高；在一定范围
内混掺矿物掺合料有利于降低混凝土的盐冻剥蚀量和动弹性模量损失率，提高混凝土的抗氯离子渗透性和抗盐
冻性能，进而提高混凝土的耐久性。
【关键词】 CDF方法；剥落量；抗氯离子渗透性；耐久性
【中图分类号】TU528．0 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2010)09—0020—03
1 研究思路
处于盐冻环境下的海工混凝土，受温度应力、结晶
应力、渗透压力以及干湿循环等各种环境因素的综合
作用。这与CDF抗盐冻性能试验中混凝土所受的作
用类似。这样，可以将CDF抗盐冻性能试验作为海工
混凝土耐久性评估的试验方法和指标。国内外学
者经过大量调查和研究表明：绝大多数海工混凝
土结构的破坏是由于氯离子侵入到混凝土钢筋表面，
并达到一定临界浓度时引起的钢筋锈蚀，同时产生的
膨胀使保护层开裂，使其与混凝土问的粘结力下降，最
终导致整个结构的破坏。抗氯离子渗透性实验也是评
价海工混凝土耐久性的一种有效方法和指标。
2 试验方案
2．1 原材料
采用滨西水泥厂生产的虎鼎牌P·O 42．5级水
泥；选择级配良好的中砂，细度模数2．6；粗骨料选用
辉绿岩碎石，连续级配；粉煤灰(FA)为哈尔滨三电厂
的I级粉煤灰；硅灰(SF)为挪威埃肯公司生产的中密
质硅灰；磨细矿渣(sL)选用鞍山钢铁厂生产的水淬矿
渣，比表面积460m ／kg；减水剂选用Might一100型高
效减水剂；搅拌用水为自来水。
2．2 混凝土配合比
根据实际海工混凝土结构工程中所应用的混凝
土配合比，并且为了能有较好的对比，本实验主要采用
三种W／B，即0．40、0．35和0．30；三种矿物掺合料，即
硅灰(sF)、粉煤灰(FA)和矿渣粉(sL)，其中FA和sL
以6：4的比例同时掺入，SF和SL同时掺入且SF占总
胶凝材的质量分数为6％。混凝土塌落度控制在180
～ 200mm。混凝土配合比见表1。
2．3 试验过程
参照盐冻试验标准CDF法，按照表1所示的配合
比成型试件，其中CDF试件为3块／配合比，其尺寸为
150mm×150mm x55mm；电通量试件为3块／配合比，
尺寸为~96mm X55mm。1d后拆模，并标养28d后，将
冻融试件在80℃环境中干燥24h，取出后冷却至室温。
然后用丁基橡胶铝箔密封试件四周，静置1d后，将试
件放在5％的NaC1溶液中单面浸泡6d，浸泡深度为
5mm。取出后用超声波检测仪测量超声波通过试件内
部的初始声时，之后将试件放回溶液中，再启动抗盐冻
试验机组。在14、28和42次单面冻融循环之后，用超
声波清洗试件，收集试件的剥落物，并测量超声波通过
试件内部的声时。然后将剥落物烘干并称重。将电通
量试件真空饱水之后，装入多通道变电压氯离子渗透
装置中，调节电压后启动装置，计算机自动采集数据，
并于通电6h后关闭装置。
表1 混凝土配合比 kg
掺合料
编号 C S G $7B 减水剂— —
FA sF sL
W0．30 450 135．0 746 l1l9．O O．30 3．4 一一一
W0．35 450 157．5 737 I105．5 0．35 2．7 一一一
W0．40 450 180．0 728 1092．0 0．40 2．5 一一一
FS10 40 5 157．5 737 l105．5 O．35 2．7 27 — 18
FS20 360 157．5 737 l105．5 0．35 2．7 54 — 36
FS30 315 157．5 737 l105．5 O．35 3．3 81 — 54
SS10 405 157．5 737 l105．5 0．35 2．7 — 27 18
SS2O 36o 157．5 737 l105．5 0．35 3．0 — 27 63
SS30 315 157．5 737 1105．5 O．35 3．3 — 27 108
注：FS=FA+sL，SS：SF+SL，分别取首字母。w后面的数字表示的是
水灰比，Fs和Ss字母后面的数字表示的是矿物掺合料的百分率。
3 试验结果讨论及分析
3．1 水灰比对抗氯离子渗透性及抗盐冻性能的影响
从图1和图2可知，海工混凝土的电通量、剥落量
和相对动弹性模量损失率随水灰比的降低而减小。水
灰比从0．40降到0。30，海工混凝土的电通量减小