基于在混凝土中傳質和阻銹效率分析的MCI性能優(yōu)化及應用研究.pdf

1、海洋等氯鹽環(huán)境下因鋼筋銹蝕引起混凝土結構耐久性降低已成為各國普遍關注的問題。如何修復現役混凝土結構中的銹蝕鋼筋或抑制其銹蝕發(fā)展，保持或者提升現役結構耐久性是擺在我們面前十分重要而緊迫的課題。各國的工程實踐表明應用遷移性阻銹劑(MCI)能有效提升混凝土結構耐久性，且具有施工便捷、成本較低和效果明顯的特點，然而由于缺乏MCI在混凝土中滲透性及滲入MCI對鋼筋銹蝕速度影響的量化表達，在較大程度上限制了MCI廣泛應用，也不利于MCI的組成優(yōu)化。

2、
　　本文在研究不同阻銹劑在氯鹽溶液中抑制鋼筋銹蝕行為的基礎上，基于阻銹效率和在砂漿試件中的滲透性能優(yōu)化出滲透阻銹性能優(yōu)良的遷移性阻銹劑(PCI-2015)。PCI-2015在水灰比0.55的棱柱體砂漿試件中吸收5d在70mm處的氮含量702mg/kg；在摻水泥用量1％NaCl水灰比0.65的立方體砂漿試件中滲透1d可使鋼筋腐蝕電流(Icorr)從滲透前的1.38μA/cm2降低到0.1μA/cm2以下；剖開試件中鋼筋表面的X射線

3、光電子能譜(XPS)元素分析表明PCI-2015滲透至砂漿中鋼筋處，鋼筋表面氮原子排擠掉氯原子，抑制鋼筋銹蝕或使鋼筋再鈍化。熱重分析和壓汞分析表明PCI-2015與水泥水化產物氫氧化鈣發(fā)生化學反應填充了孔隙細化了孔徑。原子力顯微鏡(AFM)觀察結果表明PCI-2015分子吸附在碳鋼表面形成山峰狀覆蓋層。
　　在已有研究的基礎上建立了適用于PCI-2015在砂漿中的傳輸模型并加以驗證，應用模型計算分析飽和吸收條件下不同水灰比砂漿試件

4、中鋼筋界面處吸入MCI濃度，并通過測試3個水灰比4個氯鹽含量砂漿試件在吸入PCI-2015前后不同時間下的Icorr和界面處游離氯離子濃度，建立起Icorr與界面處阻銹劑濃度及氯鹽含量之間的多元非線性關系式，采用Java語言編制了計算機軟件。
　　應用計算軟件計算使含氯鹽混凝土中鋼筋Icorr降低到鈍化狀態(tài)（0.1μA/cm2）需在混凝土表面涂覆PCI-2015用量，參考計算結果測試了3個水膠比4個含鹽量的混凝土在涂覆200g/m

5、2 PCI-2015時對混凝土中鋼筋銹蝕速度的影響，結果表明涂覆14d后就可使鋼筋的Icorr從涂覆前最大的（水膠比0.65，1%NaCl）3.833μA/cm2降低到0.1μA/cm2以下，并保持到150d測試結束。涂覆PCI-2015后測試3個水膠比混凝土氯離子擴散系數分別降低到涂覆前71.43%、61.64%和42.27%，抑制鋼筋銹蝕性能和提高混凝土抗氯離子滲透性能均優(yōu)于同條件下涂覆國外某商用MCI。同時研究了鹽水浸烘條件下涂覆

6、PCI-2015對含氯鹽混凝土中鋼筋防護與修復效果，采用三維掃描技術重構了浸烘循環(huán)后的鋼筋銹蝕狀態(tài)，結果表明表面涂覆400g/m2PCI-2015和防水劑能夠達到較為理想的防護效果。
　　將PCI-2015應用于某水利渡槽耐久性修復工程中，應用Gecor8在線監(jiān)測修復前后不同時間混凝土結構中鋼筋腐蝕電流，結果表明表面涂覆PCI-2015后150d平均腐蝕電流降低到修復前的15%以下，符合規(guī)范規(guī)定，效果優(yōu)于同條件下2種國外商用產品，