1、混凝土結構耐久性設計規程中抗氯離子滲透性檢測方法的試驗研究混凝土結構耐久性設計規程中抗氯離子滲透性檢測方法的試驗研究來源：混凝土2007年第2期（總第208期）中國混凝土與水泥制品網2（X17-4-12（以下簡稱規程），已于2005年12月1日在山東省內頒布實施，填補了之前國內尚無結構耐久性設計規范的一項空白。規程規定了混凝土結構耐久性設計的原則、內容、結構構造和材料選用基本要求，提出了施工、檢測與維護的基本要求及防腐蝕附加措施及試驗方法。由于山東省大規模工程建設比較集中，并且地處沿海，有長達3000多公里的海岸線，有鹽土地區分布，而且作為北方地區，山東省每年冬季仍大量使用氯鹽類“融雪劑”如氯

2、化鈉、氯化鈣、氯化鎂等），因此存在著廣泛的氯鹽侵蝕環境，規程就此提出了三種混凝土抗氯離子滲透性試驗評定方法，包括美國ASTMC1202混凝土抗氯離子滲透性標準試驗方法直流電量法），用交流電測量混凝土氯離子滲透性方法和氯離子擴散系數快速測定的RCM法。ASTM C1202在國際上應用普遍，但試驗時間較長，施加電壓較高易對試塊產生影響1；交流電法最早由Monfore2提出并曾被Hansen3和Feldman采用趙鐵軍對其進行了完善并形成了一套比較成熟的試驗方法；而RCM摘要：針對山東省混凝土結構耐久性設計規程中混凝土抗氯離子滲透性檢測方法進行了試驗研究。試驗結果表明，規程中的交流電法和RCM法可以

3、便捷準確的評定混凝土中氯離子的滲透性，有廣闊的應用前景。但不同的試塊制備方法對氯離子滲透性電測法的試驗結果影響很大，考慮到工程上混凝土的實際情況，建議規程中的混凝土抗氯離子滲透性試驗評定方法應對試塊的制備方法應提出更明確的要求。關鍵詞：混凝土；氯離子；滲透性；交流電法;RCM法中圖分類號:TU528.01文獻標志碼:A文章編號：1002-3550-(2007)02-0005-030前百根據山東省地理、環境特點并結合山東地區混凝土結構耐久性現狀及實踐經驗編寫的DBJ14-S6-2005混凝土結構耐久性設計規程法則是目前被歐洲國家廣泛采用的一種方法。上述三種方法都可以快速評價氯離子在混凝土內的傳輸

4、性質，但其機理和具體試驗過程有較大差異。由于之前圍繞ASTMC1202法的試驗研究已有很多68,本文就交流電法和RCM法重點進行了試驗研究，并結合試驗結果對規程中的氯離子試驗方法提出了一些意見和建議。1原材料及配合比水泥選用的是安徽海螺水泥股份有限公司的42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥熟料的化學組成見表1；粉煤灰選用了濰坊電廠粉煤灰公司的II級粉煤灰，性能指標見表2;砂為細度模數2.7,含泥量0.3%的河砂；碎石最大粒徑為31.5mm,含泥量0.3%;纖維采用KDZH型聚丙烯阻裂纖維，其性能見表3;減水劑采用的是青島科力達公司的一種蔡系高效減水劑，減水率為20.5%;膨脹劑是一種UEA型膨脹劑。

5、混凝土試塊的配合比如表4所示：*1水龍姆斯茴化七幻龍*2粒改發性的插LS1O：FeQ,CaOMgOSOjf-CiOLo«<?<t諛失R-KU21SO5426601260660炎0159gFU.SO103.006.000.7017C表3妾兩姐用融野愴內性啖住能構走取用/軍，心漢的也含斷很伸長率awftijrttisa仲K初技術制小十>550wig=6嵐w)檢僧相果55«550IS7!70在J布盤土前兩：;匕Bl35060655IOSO280102500ISB251760S3IOSO10250331504B331010065510501W1Q.250024Bu

6、2K100。力IOSO18010.2J0Q242試塊制備及試驗過程在本試驗研究中采用了兩種方法評價混凝土的氯離子滲透性，一種是通低壓交流電的方法，通過測量混凝土的電阻評定其氯離子滲透性，另一種是德國Aachen工業大學提出的RCM法。兩種方法均已列入2005年12月實施的DBJ14S62005混凝土結構耐久性設計規程。2.1 用交流電阻法評價混凝土氯離子滲透性試驗所用試塊規格為直徑100mm,高度50mm的圓柱體，但采用了兩種方法準備試塊。一種是直接在模具中澆筑成型，試塊成型24h后拆模，放入水中養護直至齡期；另一種是在混凝土構件上取芯得到。圖1是交流電阻試驗裝置圖，具體試驗步驟參見規程9o郭

7、/支出窗決(B IS-2aL CO11!支架2.2 RCM法評價混凝土氯離子滲透性該試驗中的試塊規格和制備情況與交流電法基本一致。圖2是RCM試驗裝置圖，具體試驗步驟參見規程刃。援貸的（內外|州，外仟口4-12。.I4130-170）JKOH喏般匚R柩板一/兀售:寫圖成付的極板KSJMT湍瞰國2RCM法裝遇圖3試驗結果與分析3.1交流電阻試驗混凝土交流電阻試驗結果如表5所示:澆譏成型試塊2Sd>取芯試塊56可電用測定值/n電導值f icr's)電用測定值n電導值，30A1361277.0081 38072.464A25&3171.5272 27543.956A3SS417

8、1.2331 S4.554.201A43582793305 36029.762B1510196.0782 47040.486B2846118.2033 04032395B36353 2so30.769B4$11甲感|而G梟-歹9加25.188coin表5海凝土交流電用試膾結果n Al A2 .13 A4 3162 B3 B4從塊編號IS 3 攵流電用試驗結果on Iha c oil 5 x ：r洗及成網榮芯成型32RCM試驗混凝土RCM試驗所得氯離子擴散系數如表6、圖4所示:3.3結果分析由試驗結果可以看出，粉煤灰的摻入使得混凝土電阻值提高，氯離子擴散系數下降。由于在混凝土硬化過程中，水泥熟料

9、礦物的水化反應在先，粉煤灰的二次水化反應在后，在高水灰比時，絕大部分水泥的水化有充足的水分供應，不摻粉煤灰的試塊比摻粉煤灰的試塊早期密實度高，但到了后期，水泥熟料的水化產物中的Ca(OH)2不斷侵蝕粉煤灰玻璃微珠的致密表表6混凝土交流電澗試監結果澆俎成里試塊286取芯試塊564)氯圖r擴散系數f10nm為氯檔于擴股票數1A122.9686374A219.423A3A49.1671.918B115.4156001B212.0621.567B3B4靠混陶凝土網一層，粉煤灰由外向里逐漸水化，同時反過來促進水泥熟料礦物的進一步水化，再加上粉煤灰的滾珠效應和微集料填充效應，所以摻粉煤灰的試塊抗氯離子滲透

10、性高于不摻粉煤灰的試塊。另外，粉煤灰還可以降低混凝土中孔溶液的電導率，因此試塊電阻值提高。對比B1和A2的結果(二者粉煤灰取代率一樣）可以看出，在一定的水膠比范圍（本試驗僅采用了04和0.44兩種水膠比）內，膠凝材料用量對于混凝土電阻值及氯離子擴散系數的影響沒有明確的規律。這一現象也出現在其他研究者的試驗中510o本試驗中A4摻加了聚丙烯纖維，但測得的交流電阻在兩種不同方法制備的混凝土中卻呈現出了不同的變化趨勢。在澆筑成型的一批中，A4的電阻比A3下降了38.7%,而在取芯成型的一批中,A4的電阻卻比A3提高了821%。其原因為，纖維的加入增加了混凝土中的界面,從而導致較早齡期的混凝土滲透性的

11、提高，隨著齡期延長，混凝土中纖維阻裂的效應逐漸發揮出來，混凝土滲透性相應下降。另外，該結果也與試塊制備方式關系密切。應該指出，摻加合成纖維以制備有抗滲性要求的混凝土，必須通過嚴格的施工控制以保證其抗滲效果和抗滲質量。由試驗結果還可以看出，摻加了膨脹劑的混凝土，和未摻加膨脹劑的混凝土相比，其交流電阻提高而氯離子擴散系數下降，如B2的交流電阻比未摻膨脹劑的B1提高了65.9%（澆筑成型）和31%（取芯成型），B4的電阻比B3提高了277%（澆筑成型）和222%（取芯成型）；B2的氯離子擴散系數比未摻膨脹劑的B1降低了21.8%（澆筑成型）和73.9%（取芯成型），B4的氯離子擴散系數比B3降低了4

12、6%（澆筑成型）。這是由于UEA系膨脹劑水化生成的鈣研石針狀晶體可隨著水泥石結構的形成逐步在水泥石中搭接延伸，有效堵塞孔隙和毛細管通路,使水泥石結構趨于致密而降低混凝土的滲透性,在補償收縮的同時提高混凝土的密實性。不論是交流電法還是RCM法，取芯成型的混凝土試塊氯離子滲透性電測結果比澆筑成型的試塊降低顯著，除了齡期的因素之外，試塊不同的制備方法對其電阻測值的影響很大。由于這兩種方法所用的試塊規格較小（規程中的交流電法試塊成型規格!lOOmmx50mm,RCM法建議試塊以“100mmx300mm或1OOmmxlOOmmx100mm成型后再切割成試驗用規格），對于普通及高性能混凝土來說，骨料對澆筑

13、成型的試塊質量影響很大，致使電測氯離子滲透性結果偏高，而且離散性較大。4結論交流電法和RCM法都可以便捷準確的評定混凝土中氯離子的滲透性，有很廣闊的應用前。而且，交流電法相對來說試驗時間更快捷,裝置安裝好后可以立即讀取電阻值，試驗對混凝土試塊影響極小（因為試塊接觸NaCl溶液時間很短），從試驗操作角度來看，有助于試塊的重復利用。不同的試塊制備方法對這兩種氯離子滲透性電測法的試驗結果影響很大，因此澆筑成型的制備方法更適用于砂漿試塊的試驗檢測，考慮到工程上混凝土的骨料選用情況，建議規程中的混凝土抗氯離子滲透性試驗評定方法尤其是交流電法應對試塊的制備方法提出更明確的要求。參考文獻:1趙鐵軍.混凝土滲

14、透性M.北京：科學出版社,1995.2 G.E.Monfore.TheElectricalResistivityofConcreteJ.JournalofthePCAResearchDevelopmentLaboratories.May,1968:35-48.3 M.R.Hansen,M.L.Leming,P.Zia,etal.ChloridePermeabilityandACImpedanceofHighPerformanceConcreteinSevereEnvironmentsR.ACISP-140,1993:121-145.4 R,F.Feldman,G.C.Chan,R.J.Brou

15、sseau?etal.InvestigationoftheRapidChloridePermeabilityTestJ.ACIMaterialsJournal,May-June1994,91(2):246-255.5趙鐵軍.高性能混凝土的滲透性研究博士學位論文北D.北京：清華大學,1997.6 M.H.ZhangandO.E.GjIrv.PermeabilityofHigh-StrengthLightweightConcrete.ACIMaterialsJournaIJ.Sept.Oct91991,88(5):463-469.7 C.Andrade.CalculationofChlorideDiffusionCoefficientsinConcretefromIonicMigrationMeasurementJ.CementandConcreteResearch,1993,23(3):724-742.8 N.R.BuenfeldandJ.B