基于在混凝土中傳質(zhì)和阻銹效率分析的MCI性能優(yōu)化及應(yīng)用研究.pdf

1、海洋等氯鹽環(huán)境下因鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)耐久性降低已成為各國(guó)普遍關(guān)注的問(wèn)題。如何修復(fù)現(xiàn)役混凝土結(jié)構(gòu)中的銹蝕鋼筋或抑制其銹蝕發(fā)展，保持或者提升現(xiàn)役結(jié)構(gòu)耐久性是擺在我們面前十分重要而緊迫的課題。各國(guó)的工程實(shí)踐表明應(yīng)用遷移性阻銹劑(MCI)能有效提升混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，且具有施工便捷、成本較低和效果明顯的特點(diǎn)，然而由于缺乏MCI在混凝土中滲透性及滲入MCI對(duì)鋼筋銹蝕速度影響的量化表達(dá)，在較大程度上限制了MCI廣泛應(yīng)用，也不利于MCI的組成優(yōu)化。

2、
　　本文在研究不同阻銹劑在氯鹽溶液中抑制鋼筋銹蝕行為的基礎(chǔ)上，基于阻銹效率和在砂漿試件中的滲透性能優(yōu)化出滲透阻銹性能優(yōu)良的遷移性阻銹劑(PCI-2015)。PCI-2015在水灰比0.55的棱柱體砂漿試件中吸收5d在70mm處的氮含量702mg/kg；在摻水泥用量1％NaCl水灰比0.65的立方體砂漿試件中滲透1d可使鋼筋腐蝕電流(Icorr)從滲透前的1.38μA/cm2降低到0.1μA/cm2以下；剖開(kāi)試件中鋼筋表面的X射線

3、光電子能譜(XPS)元素分析表明PCI-2015滲透至砂漿中鋼筋處，鋼筋表面氮原子排擠掉氯原子，抑制鋼筋銹蝕或使鋼筋再鈍化。熱重分析和壓汞分析表明PCI-2015與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)填充了孔隙細(xì)化了孔徑。原子力顯微鏡(AFM)觀察結(jié)果表明PCI-2015分子吸附在碳鋼表面形成山峰狀覆蓋層。
　　在已有研究的基礎(chǔ)上建立了適用于PCI-2015在砂漿中的傳輸模型并加以驗(yàn)證，應(yīng)用模型計(jì)算分析飽和吸收條件下不同水灰比砂漿試件

4、中鋼筋界面處吸入MCI濃度，并通過(guò)測(cè)試3個(gè)水灰比4個(gè)氯鹽含量砂漿試件在吸入PCI-2015前后不同時(shí)間下的Icorr和界面處游離氯離子濃度，建立起Icorr與界面處阻銹劑濃度及氯鹽含量之間的多元非線性關(guān)系式，采用Java語(yǔ)言編制了計(jì)算機(jī)軟件。
　　應(yīng)用計(jì)算軟件計(jì)算使含氯鹽混凝土中鋼筋I(lǐng)corr降低到鈍化狀態(tài)（0.1μA/cm2）需在混凝土表面涂覆PCI-2015用量，參考計(jì)算結(jié)果測(cè)試了3個(gè)水膠比4個(gè)含鹽量的混凝土在涂覆200g/m

5、2 PCI-2015時(shí)對(duì)混凝土中鋼筋銹蝕速度的影響，結(jié)果表明涂覆14d后就可使鋼筋的Icorr從涂覆前最大的（水膠比0.65，1%NaCl）3.833μA/cm2降低到0.1μA/cm2以下，并保持到150d測(cè)試結(jié)束。涂覆PCI-2015后測(cè)試3個(gè)水膠比混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)分別降低到涂覆前71.43%、61.64%和42.27%，抑制鋼筋銹蝕性能和提高混凝土抗氯離子滲透性能均優(yōu)于同條件下涂覆國(guó)外某商用MCI。同時(shí)研究了鹽水浸烘條件下涂覆

6、PCI-2015對(duì)含氯鹽混凝土中鋼筋防護(hù)與修復(fù)效果，采用三維掃描技術(shù)重構(gòu)了浸烘循環(huán)后的鋼筋銹蝕狀態(tài)，結(jié)果表明表面涂覆400g/m2PCI-2015和防水劑能夠達(dá)到較為理想的防護(hù)效果。
　　將PCI-2015應(yīng)用于某水利渡槽耐久性修復(fù)工程中，應(yīng)用Gecor8在線監(jiān)測(cè)修復(fù)前后不同時(shí)間混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕電流，結(jié)果表明表面涂覆PCI-2015后150d平均腐蝕電流降低到修復(fù)前的15%以下，符合規(guī)范規(guī)定，效果優(yōu)于同條件下2種國(guó)外商用產(chǎn)品，