人工氣候環境下水工混凝土鋼筋初始銹蝕時間預測

王梁英,劉華挺,張俊芝,周建民,鄭 輝

(浙江工業大學建筑工程學院,浙江杭州 310014)

已有研究表明,鋼筋開始銹蝕后將在較短時間內致使保護層開裂破壞[1-2],即標志著混凝土構件達到了其耐久性壽命。所以,混凝土構件的耐久性壽命研究多是關于鋼筋表面的氯離子質量濃度達到鋼筋銹蝕臨界濃度的時間預測[3-4]。

實際上,自然環境下混凝土中氯離子的遷移是一個復雜的隨機過程,一般試驗模擬氯離子的擴散性能與自然腐蝕有較大的差異[5],現有的室內模擬試驗方法或多或少地存在一定的局限性[6],氯離子的長期擴散性及初始銹蝕時間的分析需要根據自然環境下的侵蝕情況進行修正[7]。

筆者根據人工氣候環境下的腐蝕試驗水工混凝土中氯離子分布的結論,以Fick第二定律和Monte-Carlo法為基礎,分析該環境下水工混凝土鋼筋的初始銹蝕時間,并研究該環境下鋼筋初始銹蝕時間的主要影響因素。

1 人工氣候環境氯離子侵蝕試驗

1.1 試驗原材料及配合比

人工氣候環境下的腐蝕試驗,混凝土采用錢潮牌P·O32.5R水泥,所用骨料的最大粒徑為40mm,砂子采用河沙,其細度模數為2.7,拌和用水及養護用水為當地自來水。為模擬既有混凝土(水閘閘墩),按推定水閘的閘墩混凝土水灰比為0.61[5]試驗,不摻加任何外加劑。粗骨料的最大粒徑為40mm,所有試件配合比的砂率均采用32.0%,混凝土的配合比(質量比)為mC∶mS∶mG∶mW=1.00∶1.95∶4.15∶0.61,坍落度為 5～10cm。按照規范[8],20℃靜水養護28d的實測標準混凝土試塊的抗壓強度為20MPa[5]。

1.2 試驗方法及試件氯離子質量分數

本次試驗考慮溫度、濕度、氯鹽濃度3個環境因素。……