《侵蝕性離子/乾濕循環耦合下混凝土傳輸和微結構演化》是依託東南大學，由龐超明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：侵蝕性離子/乾濕循環耦合下混凝土傳輸和微結構演化
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：龐超明
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
乾濕循環極大的加速侵蝕性離子的滲入，大大降低混凝土的服役壽命，針對離子和乾濕循環耦合條件下的混凝土，製備不同強度等級（C30、C50、C70），不同礦物摻合料（空白、粉煤灰、礦渣微粉）混凝土，使用不同傳輸介質(水分、不同濃度氯離子、硫酸根離子)，改變環境溫度（5℃、20℃、40℃、60℃、80℃）和濕度（40%，60%，80%），研究乾燥和濕潤過程的傳輸性能和機理。基於多孔介質傳輸理論(吸附、擴散)，建立乾濕循環下的傳輸模型，提出合理的循環制度方案。採取兩種不同循環制度，驗證模型的有效性和循環制度的合理性。採用X-CT，XRD，MIP、TG-DSC、SEM等微觀分析和超音波、動彈模、離子滲入量等巨觀測試手段，定期測試載入和不載入混凝土微觀和巨觀性能，揭示混凝土在乾濕循環下的微結構演化規律，研究其損傷劣化過程，闡明混凝土的損傷劣化機理，為乾濕循環條件下混凝土壽命預測提供科學依據
結題摘要
項目評估了耐久性試驗中常用的離子擴散係數或氣體滲透係數, 對比研究了自然浸泡法、RCM法和Permit法三種氯離子擴散係數測定方法測得結果及碳化影響的差異，並探討了影響混凝土氣體滲透係數測試結果的關鍵參數。針對混凝土在乾濕循環過程中以及氯鹽溶液耦合作用下的的傳輸過程、損傷劣化規律及機理和微觀結構演化過程進行了研究，不同離子濃度下氯離子向混凝土內部的傳輸及乾燥過程水分從混凝土向環境中傳輸規律，研究了混凝土在不同乾濕循環制度下的損傷劣化規律。選取自然浸泡和乾濕循環兩種劣化方式，配製3.5%NaCl、5.0%Na2SO4、3.5%NaCl+5.0%Na2SO4、模擬海水等幾種溶液進行對比研究，通過巨觀測試（超聲、收縮變形、Cl-含量、氯離子擴散係數、強度）及微觀分析（XRD、MIP、X-CT、SEM、DSC-TG），研究了橋位環境下混凝土劣化機理。 (1)研究提出了乾濕循環制度制定的理論依據，為制定統一合理乾濕循環制度提供參考：將乾濕循環分為乾燥和濕潤過程是研究乾濕循環的有效手段，測定乾燥和濕潤過程中的蒸發水量、吸水量和相對濕度，可合理制定循環制度。 (2)指出傳輸與離子濃度的關係，某一特定濃度使一定配比的混凝土吸水速率和吸水量達到最大，並非與濃度成正比。因此幾種配製溶液中，模擬海水條件下混凝土的腐蝕最為嚴重，其次為氯鹽和硫酸鹽的複合鹽溶液，再次為硫酸鹽溶液，最後是氯鹽溶液。 (3)採用薄片方法研究邊界傳輸過程，可建立邊界傳輸條件。 (4)提出了室內試驗與現場的換算關係的計算依據，並以實例預測混凝土中氯離子含量分布及達到臨界氯離子濃度所需年限 (5)提出了合理的混凝土氣滲係數測試參數：含水率低於5.5%，樣品厚度取30mm，真空度為0.096～0.090 MPa，外加壓力為0.3～0.5MPa，並採用本徵滲透係數。 (6)指出了不同氯離子滲透係數的適應範圍和相互之間的關係、得出了碳化對不同方法的影響規律。指出Permit法測得的結果總體低於自然浸泡法和RCM法的測試結果，強度70MPa以上或在雙摻礦物摻合料的60MPa以上高強混凝土中不適合使用RCM法和Permit法。碳化增加了自然浸泡法的氯離子擴散係數，但降低了RCM或Permit快速測試法測得的氯離子擴散係數。
