1. 研究目的与意义
钢筋锈蚀是是最常见的耐久性降低现象,而混凝土的抗氯离子性能是钢筋锈蚀的重要影响因素。要研究影响自密实钢纤维混凝土的抗氯离子性能因素,研究自密实混凝土的抗氯离子性能对于提高混凝土的耐久性,阻止混凝土内钢筋的锈蚀有重大的意义。
2. 国内外研究现状分析
目前国内关于混凝土的抗氯离子渗透性能的研究成果很多,但对于自密实混凝土的抗氯离子渗透性能研究的还很少,还处在发展阶段,仍又许多理论问题和应用问题需要研究,国内的对其研究还不具有代表性,与实际不能很好的吻合。
国外在20世纪80年代提出了自密实混凝土,即日本提出的免振捣的耐久性混凝土,国外好多学者的大量研究和调查表明:绝大数自密实混凝土结构的破坏主要还是由于氯离子侵入到混凝土钢筋表面,使钢筋与混凝土的粘结力下降,同时钢筋的锈蚀会产生膨胀使保护层开裂破坏,最终导致整个结构的破坏,并失去使用性能。他们也强调氯离子的渗透性可以用来评定自密实混凝土的耐久性能。
3. 研究的基本内容与计划
由于影响自密实混凝土的抗氯离子性能的因素很多,所以研究内容主要是研究优化混凝土的配合比,加入矿物掺合料,采用高效减水剂,混凝土的龄期等方面对其抗氯离子性能的影响,实验将采用加速扩散法来测得混凝土的抗氯离子性能。
自密实混凝土较普通混凝土具有更大的可连通孔体积和直径大100nm空的空体积,并且具有高胶凝材料、高砂率的特点,这几个因素使得自密实混凝土的抗氯离子渗透略小于普通混凝土。但通过优化配合比,试验结果显示当粗集料含量小于35%时,自密实混凝土的抗氯离子性能随粗集料的含量增加而增加;粗集料含量超过35%时,其抗氯离子性能反而降低,得出只要选择合适的配合比自密实混凝土的抗氯离子性能可以满足要求。
掺入矿物掺合料,例如加入粉煤灰和矿粉掺入后,优化了胶凝材料的颗粒级配,提高了混凝土的密实度,形成了小孔径、低孔隙率的微观结构提高了对氯离子的扩散阻碍能力。而且粉煤灰和矿粉对氯离子的吸附使得自密实混凝土对氯离子有较好的结合能力,有利于降低氯离子在自密实混凝土中的渗透速率,从而提高了自密实混凝土的抗氯离子渗透能力。在固定水胶比和胶凝材料用量的情况下,随矿渣掺量的增加,混凝土对氯离子的总结合能力和化学结合能力的变化趋势是先升后降;混凝土对氯离子的物理结合能力的影响不大。混凝土具有最大的结合能力时的矿渣掺量(质量分数)为40%。
自密实混凝土采用高效减水剂,具有了一定的引气性,产生均匀、封闭的微小的气泡,从而改善了混凝土的孔结构,提高了抗氯离子渗透性能。
4. 研究创新点
在做到配合比的优化设计中,不仅考虑强度或者耐久性方面,还有其他的经济性、对环境的影响性、是否有利施工等等方面,从多方面的考虑做到配合比的优化设计,使得自密实混凝土不仅有抗氯离子性能等方面的耐久性能和强度性能,而且拥有经济性和有利施工等方面优势。
国内目前关于抗氯离子渗透性能方面的研究,基本都是通过与普通混凝土的的对比来研究,单是跟普通混凝土做对比的研究是不够完整的,不够全面的,仍需很大的投入研究,而从多方面的考虑真正了解影响抗氯离子性能的因素,才能使得实验与实际切近。
