钱文勋1,2,3,陈迅捷1,2,3,蔡跃波1,2,3,庄华夏1,2,3
前言
实际工程中的海工混凝土是在应力、各种化学腐蚀以及物理疲劳共同作用下运行的,其面临的耐久性问题显得十分严峻[1]。现阶段关于海工混凝土耐久性的研究多集中在氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀,对碳化性能的研究相对较少。然而碳化作用会引起混凝土中性化,破坏钢筋表面的钝化膜,加速钢筋在侵蚀介质中的锈蚀,也是影响耐久性的重要因素[2]。尤其对于海工混凝土,其碳化性能势必会受到应力和氯盐环境的影响,与普通混凝土的碳化性能存在明显的差异。
关于应力状态下的碳化研究,Castel等[3]研究了混凝土拉伸微裂缝对混凝土碳化速度的影响,研究结果表明:拉应力的作用会增大碳化速度。金祖权等[4]研究了不同弯曲荷载下的碳化模型,发现施加荷载后混凝土的抗碳化能力显著劣化。田浩等[5]进行了碳化环境作用下的受荷混凝土试块的耐久性试验,也发现了拉应力增大混凝土碳化速率的现象。在氯盐环境下的碳化研究方面,邢占东等[6]发现经NaCl溶液浸泡后,混凝土的抗碳化性能显著下降。李林等[7]研究发现高性能混凝土的氯离子侵蚀和碳化具有很大的相关性,氯离子渗透系数越小,碳化速度越快。Ramezanianpour等[8]研究了碳化和氯盐作用下混凝土的微观结构和力学性能,研究表明,碳化和氯盐共同作用下会大大降低混凝土的抗压强度。
以上研究均为单因素影响下的碳化研究,并不能代表应力和氯盐环境共同作用下的碳化研究。因此,笔者配制了两种水胶比的海工高性能混凝土试件,开展了氯盐-碳化干湿循环试验以及拉应力-氯盐-碳化干湿循环试验,通过测试分析混凝土抗压强度、碳化深度等性能参数,深入研究了应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能。
钱文勋,陈迅捷,蔡跃波,等.应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能[J].混凝土与水泥制品,2018(5):1-5.
QIAN W X,CHEN X J,CAI Y B,et al.Carbonation Performance of Marine Concrete under Stress and Chloride Environment[J].China Concrete and Cement Products,2018(5):1-5.
应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能
钱文勋1,2,3,陈迅捷1,2,3,蔡跃波1,2,3,庄华夏1,2,3
前言
实际工程中的海工混凝土是在应力、各种化学腐蚀以及物理疲劳共同作用下运行的,其面临的耐久性问题显得十分严峻[1]。现阶段关于海工混凝土耐久性的研究多集中在氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀,对碳化性能的研究相对较少。然而碳化作用会引起混凝土中性化,破坏钢筋表面的钝化膜,加速钢筋在侵蚀介质中的锈蚀,也是影响耐久性的重要因素[2]。尤其对于海工混凝土,其碳化性能势必会受到应力和氯盐环境的影响,与普通混凝土的碳化性能存在明显的差异。
关于应力状态下的碳化研究,Castel等[3]研究了混凝土拉伸微裂缝对混凝土碳化速度的影响,研究结果表明:拉应力的作用会增大碳化速度。金祖权等[4]研究了不同弯曲荷载下的碳化模型,发现施加荷载后混凝土的抗碳化能力显著劣化。田浩等[5]进行了碳化环境作用下的受荷混凝土试块的耐久性试验,也发现了拉应力增大混凝土碳化速率的现象。在氯盐环境下的碳化研究方面,邢占东等[6]发现经NaCl溶液浸泡后,混凝土的抗碳化性能显著下降。李林等[7]研究发现高性能混凝土的氯离子侵蚀和碳化具有很大的相关性,氯离子渗透系数越小,碳化速度越快。Ramezanianpour等[8]研究了碳化和氯盐作用下混凝土的微观结构和力学性能,研究表明,碳化和氯盐共同作用下会大大降低混凝土的抗压强度。
以上研究均为单因素影响下的碳化研究,并不能代表应力和氯盐环境共同作用下的碳化研究。因此,笔者配制了两种水胶比的海工高性能混凝土试件,开展了氯盐-碳化干湿循环试验以及拉应力-氯盐-碳化干湿循环试验,通过测试分析混凝土抗压强度、碳化深度等性能参数,深入研究了应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能。
钱文勋,陈迅捷,蔡跃波,等.应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能[J].混凝土与水泥制品,2018(5):1-5.
QIAN W X,CHEN X J,CAI Y B,et al.Carbonation Performance of Marine Concrete under Stress and Chloride Environment[J].China Concrete and Cement Products,2018(5):1-5.
摘 要:配制两种水胶比的海工高性能混凝土试件,开展了氯盐-碳化干湿循环试验以及拉应力-氯盐-碳化干湿循环试验,通过测试分析混凝土抗压强度和碳化深度,研究了应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能。试验结果表明:氯盐-碳化干湿循环条件下,混凝土抗压强度呈现先增大后降低的现象,长期的碳化作用会引起抗压强度的降低;存在一个与抗压强度有关的临界碳化深度,碳化作用在达到临界碳化深度之前可以提高抗压强度,达到临界碳化深度之后则会降低抗压强度。在拉应力-氯盐-碳化干湿循环条件下,拉应力和氯离子侵蚀均会增大混凝土的碳化速度,两者同时作用时,对碳化速度的增大作用会相互叠加。
Abstract: Two groups marine engineering high-performance concrete samples with different W/B ratio were prepared. Two dry-wet cycling tests about the interactive environment with chloride ion and carbonation and the multiple environment with tensile stress, chloride ion and carbonation were designed. The compression strength and the carbonation depth were analyzed to research the carbonation performance of marine concrete under the chloride environment and stress. The results show that the compression strength is increased at early period and then decreased gradually under the dry-wet cycling condition about chloride and carbonation; a critical carbonation depth related to the compression strength is existed, carbonation can improve the compression strength before the critical carbonation depth and reduce the compression strength after the critical carbonation depth. Under the dry-wet cycling condition about tensile stress, chloride and carbonation, both tensile stress and chloride ion can increase the carbonation speed, these promotion can overlay each other.
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