掺合料对混凝土抗氯离子渗透性的影响开题报告

1. 研究目的与意义

混凝土是当今应用量最大的人造材料, 如今, 我国每年生产水泥5 亿多吨, 应用混凝土20 多亿吨混凝土还存在着耐久性不足的问题，一般使用年限仅50 年~ 100 年, 因此, 正常使用期后的维修工程量极大, 费用极高。为了克服上述缺陷和不足, 混凝土需要向着高强及超高强、高耐久及超耐久方向发展, 即向着高性能和超高性能方向发展。但是当混凝土中含有氯离子等有害物质时, 即使混凝土的碱度较高, 钢筋周围的混凝土尚未碳化, 钢筋也会出现锈蚀, 从而影响钢筋混凝土结构的耐久性。据统计，由于氯离子侵蚀造成的混凝土耐久性不足占整个混凝土耐久性问题的80%以上，由此可见，混凝土抗氯离子侵蚀性能的评估非常重要。氯离子渗透腐蚀是引起钢筋混凝土腐蚀的主要原因,同时氯离子渗透性和矿物掺合料也有着直接的关联。

2. 国内外研究现状分析

国内外土木工程界对高性能混凝土耐久性问题一直十分关注，作了大量的试验研究，工程技术人员对混凝土耐久性的认识程度也不断加深。我国新出台的混凝土结构设计规范中很多章节已经提出了具体的耐久性规定。同时，我国第一部《混凝土结构耐久性设计及施工指南》也在2003年底正式颁布实施，该指南为设计和施工人员提供了环境作用下混凝土结构耐久性设计与施工的基本要求。大量科研成果的取得和国家规范的实施将实现混凝土结构全功能设计的目标向前推进了坚实的一步。

国内外学者^[1～3]经过大量调查和研究表明：绝大多数高性能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所致；钢筋锈蚀使其与混凝土的粘结力下降，同时产生的膨胀使保护层开裂破坏，最终导致整个结构的破坏。maria^[4]等也强调氯离子的渗透性可以用来评定高性能混凝土的耐久性能，特别是设计和建造容易受氯离子侵蚀而导致钢筋锈蚀的混凝土结构，如沿海结构、海洋混凝土结构、应用除冰盐的船桥甲板、高速公路等。 shaland wang^[5]研究了混凝土微观结构，渗透性，裂纹和耐久性之间的关系，结果表明：配合比设计时应同时考虑强度，渗透性和抗裂性。

陈儒发，李书惠，林海^[6]在杭州湾跨海大桥的桩基海工混凝土设计应用中提出，影响海工混凝土工作性的因素比较多，其中外加剂的影响是最大的。选择与水泥及掺合料相溶的外加剂并调整外加剂的掺量，控制适宜的水胶比，考虑砂率等影响因素，经多次试验使多种不同比例胶凝材料的海工混凝土配合比的试配工作性都达到施工工艺的要求。其中粉煤灰具有增涨后期强度潜能，并能缓慢降低氯离子扩散系数，增加抗氯离子渗透的能力；纯矿粉也有降低氯离子扩散系数的能力，但对后期强度影响不大；复合矿粉具有快速降低氯离子扩散系数的能力。大掺量粉煤灰的海工混凝土的应用前景良好，且经济效益显著，经过更多的试验和试用将会更加成熟。

3. 研究的基本内容与计划

通过对现有高性能混凝土配合比设计方法文献的查阅，结合高性能混凝土抗氯离子渗透性能的研究，采用全计算法设计复合型掺合料高性能混凝土的配合比，试验测试其的工作性、强度、抗氯离子渗透性能，分析所得试验数据，优化配合比设计方法。

采用理论分析和室内试验的方法，在实验室进行一系列的室内试验，按照相关标准和规范进行原材料的性能、高性能混凝土的工作性、力学性能、耐久性等试验；对混凝土性能的试验研究采用对比试验、正交试验等方法，通过对试验数据的分析，优化设计高性能混凝土的配合比。对现有的一些高性能混凝土配合比设计方法进行试验和理论分析比较的基础上，确定以抗氯离子渗透性为指标的三掺矿物掺合料高性能混凝土配合比设计方法，找出相对合理的抗氯离子性能的复合型掺合料的最佳掺量和掺法。

4. 研究创新点

以掺复合型掺合料高性能混凝土性能的试验研究成果作为基础，针对氯离子渗透影响混凝土的耐久性的现象，研究抗氯离子渗透复合型掺合料高性能混凝土的配合比问题。优化设计出适合于受氯盐侵蚀工况下的掺合料高性能混凝土配合比设计方法。