混凝土氯离子扩散性评价的交流阻抗法

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发布时间：2021-09-18

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混凝土氯离子扩散性评价的交流阻抗法
丁建江’，孙凯’，陈春雷，郑建军。
(1．浙江交通投资集团，浙江杭州310014；2．浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州310014)
摘要：如何延长氯盐环境中钢筋混凝土结构的使用寿命已经成为混凝土耐久性设计的主要目标。通过交流阻抗法评价配合比、掺合料
和表面涂层对混凝土氯离子扩散性的影响，基于试验结果，定量分析了混凝土交流电阻随水灰比、最大骨料直径、骨料级配、粉煤灰掺量、
耐蚀剂和表面涂层的变化特性，并给出了相应的解释，发现水灰比、骨料级配、粉煤灰和表面涂层对交流电阻的影响较大．这些结论可为钢
筋混凝土结构的耐久性设计提供理论依据。
关键词：混凝土；氯离子扩散性；耐久性；配合比；掺合料；表面涂层
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)06—0009—03
AC impedance method for evaluating the chloride difusivity of concrete
DINGJian-jiang ，SUNKai ，CHENChun—lei 2,ZHENGJian-jun
(1．Zh@angCommunicationsInvestmentGroupCo．，Ltd，Hangzhou 310014，China；
2．School ofCivilEngineering andArchitecture，Zh@angUniversityofTechnology，Hangzhou 310014，China)
Abstract： How to prolong the service life of steel reinforced concrete structures located in a chloride—laden environment has become a main ob—
jective of the durability design of concrete．The influence of mix proportions，admixtures，and surface coating on the chloride difusivity of con—
crcte is evaluated by the AC impedance method．Based on the experim ental results，the variation characteristics of the AC resistance of concrete
with the water tO cement ratio，maximum aggregate diameter，aggregate gradation，fly ash dosage，anti—corrosion product，and surface coating are
analyzed in a quantitative manner and the corresponding explanations are given．It is found that the water tO cement ratio，aggregate gradation，fly
ash，and surface coating have a larger influence on the AC resistance．These conclusions can provide theoretical evidence for the durability design
ofstee1 reinforced concrete stru ctures．
Key words： concrete；chloride ditfusivity；durability；mix proportion；admixture；surface coating
0 引言
从混凝土应用于土木工程至今的150多年问，大量的混凝
土结构由于各种各样的原因而早期失效，达不到预定的服役年
限，部分是由于结构设计抗力不足而引起的，更多是由于结构
耐久性不足而导致的 11。特别是建在氯盐环境中的混凝土结构，
由于环境对混凝土的腐蚀，致使钢筋锈蚀、保护层开裂和剥落
引发结构损坏，丧失使用功能，甚至导致结构倒塌，造成重大人
身伤亡和经济损失。因此，如何延长混凝土结构的使用寿命
已经成为混凝土耐久性设计的主要目标。
为确保混凝土结构的耐久性，保证结构具有足够的使用寿
命，防患于未然，从设计到施工的整个过程中，都要针对耐久性基
本要求采取有效措施，这些措施包括：①耐久性基本措施，如降低
水灰比、添加耐蚀剂、设计合理的钢筋保护层等；②耐久性附加措
施，如环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂、混凝土表面涂层料等 1。如何合
理评价这些措施的有效性也非常关键，目前国内外通常所采用
的主要方法为模拟试验法，与自然暴露法相比，可人为控制
主要影响因素，剔除次要影响因素，大大缩短试验周期，成本、难度
和复杂性都有不同程度的降低，而且可重复性高。模拟试验法包括
收稿日期：2010-01-21
基金项目：国家自然科学基金项目(50878196)
内掺法、长期浸泡法、人工气候环境法、干湿循环法和外加电场加
速扩散法(如ASTM C1202电量法、电导率法、RCM 电迁移试验
方法和交流阻抗法)。虽然国内外学者在混凝土耐久性方面已经做
了许多工作，但大多针对某一特定措施，如配合比、表面涂层或掺
合料。因此，本试验在前人rI二作的基础上，通过交流阻抗法进一步
综合评价配合比、掺合料和表面涂层对混凝土氯离子扩散I生的影响，
所得结论可为海洋环境钢筋混凝土结构的耐久『生设计提供参考。
1 试验材料、配合比设计和试验步骤
本试验所采用的主要材料包括水泥、骨料、粉煤灰、抗渗
耐蚀剂、高效减水剂和水。P·O 42．5级水泥由钱潮水泥厂生产，
其物理力学性能如表1所示。粗细骨料尺寸分布服从富勒级配
或等体积级配_9l，最小骨料直径为0．15 lnlTl，骨料表观密度为
2 776 kg／m ，吸水率为0．92％。II级粉煤灰由杭州博能热电有限
公司生产，表观密度为2 180 kg／m，，比表面积为720 m2／kg，含水
率为0．15％。FMA—H抗渗耐蚀剂由杭州三