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1、混凝土氯离子电通量与扩散系数关系的初步探讨 摘要：混凝土氯离子电通量与扩散系数是评价混凝土抗氯离子渗入性能的两个参数，拟定两者之间的有关性的研究资料还不是太多，某工程工程监理处中心实验室通过工程中的实验数据进行探讨分析，得出了氯离子电通量与扩散系数两者之间的关系。核心词： 海工混凝土 电通量 扩散系数 渗入性1引言某工程位于，具有高盐、多雾地段特点。海洋环境是混凝土构造所处的最恶劣的外部环境之一：海水中的化学成分可以引起混凝土的溶蚀破坏以及碱骨料反映；在冬季，寒冷的自然环境还也许引起混凝土构造的冻融破坏；海浪、海水中的悬浮物会对混凝土构造导致磨损和冲击；海风、海水中的氯离子能引起混凝土钢筋的锈
2、蚀等，严重的危及着混凝土构造的耐久性和使用寿命。在海洋环境的这些不利因素中，氯离子的侵入混凝土内部引起钢筋锈蚀，是导致混凝土构造耐久性失效的重要因素。如何迅速、精确测量混凝土抗氯离子渗入的性能是每个混凝土实验人员所必须面对的一种重要课题。 某工程工程中，测量氯离子渗入性能的措施是海港工程混凝土构造防腐技术规范JTJ275附录：混凝土抗氯离子渗入性原则实验措施电量法和公路工程混凝土构造防腐技术规范JTG/T B07-01附录：混凝土氯离子扩散系数迅速测定法RCM法。如果可以找出两种实验措施的实验成果的互相关系，我们就可以通过混凝土氯离子电通量懂得氯离子的扩散系数；亦或者通过氯离子的扩散系数懂得混
3、凝土氯离子电通量，从而将会大大减少实验的工作量，节省人力、物力和时间，有着十分重要的意义。为此，我们以C35承台混凝土氯离子电通量和氯离子的扩散系数的实验数据进行探讨。2原材料水泥：厂P.I 52.5 硅酸盐水泥，其指标如下：级别细度%原则稠度%安定性凝结时间（min）强度(MPa)抗折抗压初凝终凝3d28d3d28dP.I 52.5 1.226.4合格1451905.28.228.656.0矿粉：中矿S75级矿渣微粉。粉煤灰：潍坊电厂的一级粉煤灰。砂子：河砂，Uf=2.84，其品质指标如下：产地细度模数Uf含泥量%泥块含量%堆积密度kg/m3表观密度kg/m3空隙率大沽河2.840.30.1
4、1550261041 筛分曲线如下碎石：沂水碎石。其品质指标如下：产地规格mm含泥量%泥块含量%针片状含量%压碎值%碱活性堆积密度kg/m3表观密度kg/m3空隙率沂水碎石5200.10.14.013.2无1470270046水：饮用水，其品质指标如下：产地PH值不溶物，mg/L可溶物，mg/LCl-，mg/LSO42-，mg/L当量Na2O, mg/L青岛8.1390558113.0155.2160.4减水剂：淄博华伟银凯外加剂厂的聚羧酸高效减水剂3混凝土配合比部位水泥矿粉粉煤灰砂子5-1010-20水减水剂承台1891581037551988021444.54实验措施测量混凝土抗氯离子渗入
5、的措施有自然扩散法、电量法、RCM法、极限电压法和电导法。老式的测量混凝土氯离子扩散系数的措施是自然扩散法，又称盐溶液浸泡法。该措施实验过程繁琐，影响实验成果的因素较多，并且周期长，无法测定初期氯离子扩散系数，在实际工程中缺少使用价值。极限电压法、电导法、电量法、RCM法的测量成果用来表达混凝土抗氯离子侵入性措施简便、直观。对于混凝土配合比的筛选和质量控制，电量法、RCM法是切实可行的。这里我们简介在某工程工程中用的两种措施：电量法和RCM法。 图1 图24.1混凝土抗氯离子渗入性原则实验法电量法电量法是根据美国原则ASTMC1202的迅速电量法：氯离子在直流电压作用下，通过混凝土试件向正极移
6、动，测量流过的电荷量，用以间接反映混凝土抗氯离子渗入的能力。其环节是：1）制作9551mm的混凝土试件，养护到龄期，擦干表面水分，进行真空度133Pa下真空饱水3h；然后注入蒸馏水浸泡1h后恢复常压浸泡1620h；2)取出试件，擦干表面水分安装试件。3）在正极注入0.3M 的NaOH 溶液，在负极注入3的NaCl溶液；4）在2023的流动水槽中，放入试件。启动电源，加60v的直流电压，开始实验。5）记录电流，直至6h停止。做时间电流的关系曲线，积分求出6h内的电量，即电通量。电通量法是间接反映混凝土抗氯离子渗入能力的一种措施。仪器设备装置如上图1所示。4.2混凝土氯离子扩散系数迅速测定法RCM
7、法RCM法是唐路平专家提出的用以测定混凝土中氯离子非稳定状态迁移的扩散系数的一种措施。其原理是：跨过试件的轴向施加外部电势迫使负极的氯离子向试样中迁移，经一定期间（996h）后将试样沿轴向劈开，在劈开面上喷显色剂，测量显色深度代入公式计算氯离子扩散系数，根据氯离子扩散系数评估混凝土的抗氯离子渗入性。实验仪器如上图2所示。5实验数据：我们在某工程工程建设中，对混凝土电通量与氯离子扩散系数做了大量的实验。下表是C35承台混凝土电通量与氯离子扩散系数的某些实验数据：承台28天电通量（库伦）28天氯离子扩散系数（10-12m2/s）56天电通量（库伦）56天氯离子扩散系数（10-12m2/s）（10-
8、12m2/s）C35205412.6832191.972723.918511933.084824.94915912.303984.535812073.1212598.77196382.34197812.30911353.052583.8478642.744965.01810842.953904.4968392.7411508.2364902.69182511.55610262.942323.7197642.584304.7378232.672984.0449492.899577.2869032.8510847.91011142.972142.5826642.333374.23513314.13
9、2643.8778642.347506.2685912.916数据分析根据上表数据，我们分析得到数据（1）28d 和（2）56d 点的分布图 （1）28d （2）56d 由数据点的分布图，我们可看出氯离子扩散系数与氯离子电通量两者之间在一定范畴内呈线性关系。设氯离子扩散系数与氯离子电通量的关系为Y=AX+B，其中：Y：扩散系数；X：电通量；A、B 待定系数。我们用最小二乘法对其进行回归分析。1、对于28d的数据，从上图1中我们懂得（214，2.582）点离趋势线较远，属离散点，舍去。得到下表序号XYX2Y2XY1205412.6834218916160.85848926050.88222723
10、.91857398415.354642251065.83234824.949123232424.493590812385.466243984.535815840420.573481641805.2484512598.7719158508176.9462296111043.82216197812.3093912484151.51148124347.20272583.8476656414.799409992.52684965.01824601625.1803242488.92893904.49615210020.2140161753.441011508.236132250067.831696947
11、1.411182511.5563330625133.54113621089.7122323.7195382413.830961862.808134304.73718490022.4391692036.91142984.0448880416.3539361205.112159577.28691584953.0857966972.7021610847.91117505662.56818574.44173374.23511356917.9352251427.195182643.8776969615.0311291023.528197506.26856250039.287824470114914122
12、.396318463196951.8366353129298.1417由上表我们得到：X =14914，X2=18463196；（X）2/N=11706705.05； LxxX2（X）2/n = 6756490.95Y=122.3963，Y2=951.8366353 ，（Y ）2/N =788.4660134；LyyY2（Y）2/n = 163.3706219；X Y=129298.1417，XY/N96074.65359；LxyXYXY/ n = 33223.5058A= Lxy/ Lxx0.00492； B= Lxy/ Lyy 2.582 有关系数r= Lxy /（Lxx Lyy）1/2=
13、 0.也就是说氯离子扩散系数Y=0.00492X+2.582（10-12m2/s）（2）对于56d的数据，从上图2中我们懂得（591，2.91）（490，2.69）（864，2.34）和（1331.4，4.13）四个点离趋势线较远，属离散点，舍去得下表数据。序号XYX2Y2XY12191.97479613.8809431.43211933.0814232499.48643674.4435912.303492815.291359.3412073.1214568499.73443765.8456382.344070445.47561492.92611353.0512882259.30253461.75710842.9511750568.70253197.888392.747039217.50762292.869
