外加電壓對(duì)水泥基材料氯離子結(jié)合及微觀結(jié)構(gòu)的影響研究.pdf

1、氯離子引起的鋼筋銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要因素。混凝土的抗氯離子滲透性能是其耐久性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。實(shí)際生活中外部氯離子主要通過(guò)擴(kuò)散、水平對(duì)流和毛細(xì)管吸附等方式侵入混凝土內(nèi)部，在鋼筋表面達(dá)到一定的濃度后對(duì)其進(jìn)行破壞。實(shí)驗(yàn)室常采用自然擴(kuò)散和電加速遷移的方法評(píng)價(jià)混凝土的抗氯離子滲透性能。前者能較真實(shí)地反應(yīng)氯離子在混凝土內(nèi)部的傳輸情況，但耗時(shí)較長(zhǎng)，且操作較為繁雜。為了在較短時(shí)間內(nèi)得到混凝土抗氯離子滲透性能，電加速遷移方法被提出且得以廣泛的應(yīng)用。

2、
　　非電場(chǎng)作用下，氯離子在飽和水泥基材料中擴(kuò)散時(shí)，會(huì)與水泥基材料中的一些水化產(chǎn)物和未水化的水泥礦物發(fā)生物理吸附和化學(xué)結(jié)合作用，從而降低孔溶液中自由氯離子濃度，延緩氯離子的到達(dá)鋼筋表面的滲透時(shí)間。外加電壓時(shí)，氯離子由于電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)力在水泥基材料中快速的遷移，往往是電遷移系數(shù)大于自然擴(kuò)散系數(shù)，基體對(duì)氯離子的吸附和化學(xué)結(jié)合能力以及對(duì)基體微觀結(jié)構(gòu)的影響是否與自然擴(kuò)散相似，不同研究者得出的結(jié)論不太一致。電加速氯離子遷移試驗(yàn)對(duì)氯離子遷移系數(shù)的

3、計(jì)算是假設(shè)變色邊界的氯離子濃度為0.07mol/L。對(duì)于堿激發(fā)水泥，由于膠凝材料組成、水玻璃模數(shù)以及堿摻料等對(duì)其水化產(chǎn)物和孔溶液化學(xué)組成有很大的影響，當(dāng)采用電加速氯離子遷移公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，其變色邊界氯離子濃度是否同樣可取0.07mol/L，目前尚無(wú)文獻(xiàn)對(duì)此進(jìn)行研究。
　　本文對(duì)經(jīng)過(guò)自然浸泡試驗(yàn)和電加速遷移試驗(yàn)均至穩(wěn)態(tài)的水泥基材料中氯離子的濃聚、總氯離子含量和氯離子的結(jié)合能力以及對(duì)基體微觀結(jié)構(gòu)的影響三方面進(jìn)行了對(duì)比研究。對(duì)電加速遷移

4、后的堿激發(fā)水泥基材料采用硝酸銀顯色法后的變色邊界氯離子濃度進(jìn)行了初步研究。
　　對(duì)自然浸泡和電加速遷移至穩(wěn)態(tài)的試件采用壓濾法研究外加電壓對(duì)氯離子濃度的影響。結(jié)果表明，外加電壓下，基體孔溶液的自由氯離子濃度明顯高于自然浸泡孔溶液自由氯離子濃度，當(dāng)外界氯化鈉溶液濃度越低時(shí)，外加電壓的作用越明顯。礦粉和硅灰的摻量對(duì)兩者比值影響不明顯，隨著粉煤灰摻量的增加，外加電壓和自然浸泡下得到的濃聚系數(shù)比值呈下降趨勢(shì)。
　　研究了自然浸泡和電加

5、速遷移至穩(wěn)態(tài)后試件內(nèi)部的總氯離子含量和化學(xué)結(jié)合氯離子含量。結(jié)果表明，相比于自然浸泡，外加電壓下，漿體內(nèi)部總氯離子含量明顯增加。浸泡液氯化鈉溶液濃度越低，兩者差異越明顯。外加電壓時(shí)不同組成的漿體對(duì)氯離子化學(xué)結(jié)合Friedel's鹽的生成量影響不明顯。純硅水泥漿體中Friedel's鹽的形成與自然浸泡時(shí)間無(wú)關(guān)，而與漿體內(nèi)總氯離子含量有關(guān)。
　　研究了外加電壓對(duì)純硅水泥漿體Zeta電位和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，相對(duì)于自然浸泡而言，外加

6、電壓會(huì)增大硬化漿體的Zeta電位值，隨著NaCl溶液濃度的增加，兩者的差距越小。外加電壓會(huì)減少對(duì)基體中Ca(OH)2含量，C-S-H的鈣硅比有所增大，漿體孔結(jié)構(gòu)在一定程度上得以改善。
　　研究了不同水玻璃模數(shù)、粉煤灰摻量和堿摻量對(duì)堿激發(fā)水泥變色邊界氯離子濃度的影響。當(dāng)水玻璃模數(shù)大于1時(shí)，堿激發(fā)礦渣/粉煤灰砂漿變色邊界氯離子濃度明顯大于純硅水泥砂漿。變色邊界氯離子濃度隨粉煤灰摻量的增加而逐漸降低，有較好的線性相關(guān)性，隨堿摻量的增加先