以饱和石 灰水为 电解液 ,对外掺 3%NaC1的混凝土 圆柱体试件进行 电化 学除氯试验 ,研 究了三种 不 同 电流密度(1.0A/In2、2.0A/I112、3.OA/In2)作用 28d后 混凝 土 中氯 离子和钾 、钠 离子 的分 布规 律。结果表 明:电流密度 越 高时 ,在 距 离钢 筋 越 近 区域 ,混 凝 土 中 的残 余 氯 离子含 量越 少 ;电 流 密度 为 2.0A/n12和 3.0A/m2时 ,可使 混凝 土 中 距 离钢筋 20mm 范围 内的氯离子含 量均 降低 到水泥用量 O.15%(占水 泥质 量)以下。在 电化 学除氯 电场作 用下,大量 钾、钠 离子向钢 筋附近 区域迁移和聚 集,使混凝 土试件 内层钠 离子含量 达到最外层 的 4.8—17.3倍 ,钾 离子含量 达到 最外层 的 3.8~17.5倍 ,从 而增加 了混凝土 内部发 生碱 骨料反应破坏 的风险 ,并导致部分 水化 产物分 解,使 混凝 土与 钢 筋 粘 结 力 显 著 降低 。 关键词:混凝土 ;电化 学除氯 ;电流 密度 ;离子迁移 ;耐 久性 Abstract:Eleetroehemlcalchlorideextraction(ECE)treatmentisappliedtocylindricalconcretespecimenscontaining 3% NaC1bytheweightofcementwithsaturatedCa(OH)2solutionastheelectrolytesolution,andthedistributionofchlo— ride,potassium and sodium ionsinconcrete specimensare studiedafter28 days’ECE treatmentwith three diferentcur— rentdensities f1.0A/m .2.0A/m and3.0A/m2).Theresultsshowthatlessresidualchlorideionsremaininconcretewith a shorterdistancetoreinforced steelin the ECE treated specimen when a highercurrentdensity applied.The amountof chlorideionsisreducedtolessthan0.15% fbytheweightofcement)in20mmconcreteportionsnearthesteelforevery specimen treated with currentdensitiesof2.0 A/m and 3.0 A/m2.Underthe externalelectricfield ofECE treatment.a greatquantityofpotassium andsodium ionsmigrateand accumulateintothesteelsuroundingarea.Theamountofsodium ionsinthe innerlayerconcretereaches4.8to17.3timesofthosein theexternallayerconcreteand theamountofpotassi um ionsin theinnerlayerconcretebecomes3.8 to 17.5timesofthosein the extern allayerconcreteaftertheECE treat. ment.Therisk ofalkali—aggregatereactionattack isconsequentlyincreasedinthe innerconcrete,and asmallquantity of cementhydration productsbecome decomposed,which isattributingtothe bond strength betweensteelandconcrete de— creasingevidently. Keywords:Concrete;Electrochemicalchlorideextraction(ECE);Currentdensity;Ionmigration;Durability 中图 分 类 号 :TU528 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1000—4637(2012)08—09—06 0 前言氯盐侵蚀导致的钢筋锈蚀是撤 除冰盐地 区和 海洋环境条件 下混凝 土结构耐久性 破坏和失效 的 最 主 要原 因 ,多年 来 一直 受 到 国内外 学 者 的 广泛 关 注 [1-2]。 电化 学 除 氯 技 术 (Electrochemicalchloride extraction)[3]是 指在无 需 破坏 原混 凝 土结构 保 护层 的 条 件 下 ,通 过外 加 电场 使 侵 入 混凝 土 保 护层 的氯 盐 有害组份直接排 出,并且使 已经活化 、开始锈蚀的 钢筋表面重新钝化 ,是一种高效 、快速 、低成本且非 破损型的钢筋混凝土修复技术 。从上世纪 9O年代 开 始 ,欧 美 发 达 国家 开 始 投 入 大 量 人 力 、物 力 进 行 研究 ,关 于 电化学除氯的作用机理 、氯离子排出效 基金项 目:国家 自然科 学基金资助项 目(50878068)。 果 、除 氯 前 后 混 凝 土 宏 、微 观 性 能 的 变化 等 方 面 已 取得大量成果[4-7];我 国在此方面的研究 目前仍处于 起 步 阶段 圈。在 电化 学 除氯 所施 加 的 外部 电场 作 用 下 ,混凝 土 内部 氯 离 子通 过 孔溶 液 向外部 迁 移 的 同 时 ,其 它 阴 阳 离 子也 分 别 向 电场 的正 负 极 区域 移 动 ,从 而 可 能对 混凝 土长 期 耐久 性 造成 不 利影 响唧。 本 文将 采 用 自行 研 制 的 电化 学 除氯 装 置 ,研 究 不 同 电流密度作用下混凝土试件 中氯离子与碱性离子 的分布状态和微观结构 ,为正确评价电化学除氯后 混凝土结构的整体耐久性提供理论依据 。
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