国内外对氯盐侵烛研究现状
氣离子侵入试验
研究氯离子侵蚀,试验是研究该问题的重要手段。试验不但可以检验已有的 理论成果和已有检测设备的可靠性,而且可以建立起材料、构件和结构的氯离子 侵蚀的劣化模型,这些模型的建立对混凝土结构氯盐侵蚀耐久性评估专家系统的 建立和剩余寿命的预测具有重大的意义。目前,这类试验的研究分为材料和构件 两个层次。材料层次的试验研究主要集中在单因素作用下材料的破坏机理、材料 力学性能劣化规律,影响因素对材料耐久性的作用模式和影响程度等方面。构件 层次的试验研究主要就不同环境条件下,不同受力形式的破坏形态、力学性能变 化以及劣化构件承载力计算方法。
材料层次的氯离子侵烛研究是整个混凝土结构钢筋绣烛研究中最基础的一个 环节。综合国内的研究【15】从试验采用的方法来看,分为真实试验和模拟试验。
1、真实实验方法一般包括现场暴露实验方法和实际构件替换方法等,将试件 置于结构构件真实工作的自然环境下进行性能退化或釆用真实结构中己服役一定 年限的构件,量化其耐久性指标。利用自然环境试验,主要的优点就是数据一 般都比较真实可靠,能真实反映钢筋混凝土结构耐久性性能退化规律;但是试验 周期长,气候条件也有不稳定的情况,一般需要几年、几十年的时间甚至更长。
2、模拟实验法采取各种人工的方法对钢筋混凝土构件进行it久性性能的加速 退化模拟,当达到所需的退化程度后,即可以进行耐久性实验。包含了评价混凝 土氯离子渗透性能的快速试验方法和研究不同影响因素对氯离子渗透性能影响程 度的人工气候模拟试验方法。
快速试验方法一般来用的是电化学方法,即电场作用下的快速氯离子渗透性 试验。该方法操作简单,试验周期短,数据能够表征材料本身的一些性能;但不 能够跟环境因素相结合,考虑环境因素的作用。
人工气候模拟加速试验方法是研究钢筋混凝土结构耐久性问题的新方法。这 种方法的优点在于能在较短的时间内确定构件耐久性能退化规律。其中的人工气
候加速试验具有能模拟多种大气环境,试验周期短,试验条件可以严格控制,试 验的重现性较好,试验的成本低,试验结果的可靠性较高的优点《
人工气候环境模拟试验是在人工气候实验室中通过人工方法模拟自然气候环 境(日光、雨淋、温度、湿度、C02、盐雾、浸泡、浪溅等),并且同时加强某一种 或几种控制性因素的作用来加速试件耐久性退化的试验方法。在应用人工气候加 速退化试验方法时,不引入实际条件下并不存在的因素,也不能因为引入加速因 素而改变原来实际条件下的耐久性退化机理,因此在加速退化试验中常采用如下 措施【16】:①适当提高介质中重要组成成分的浓度,例如,氣盐溶液浓度、提高 C02的浓度、用喷盐雾的方法模拟海洋大气条件等;②增大反应几率和反应速度: 如:适当提高温度和增大相对湿度;(D增加发生反应过程的频率,如:增加模拟 潮差浪溅区干湿循环的次数•
人工气候模拟试验的建立在与自然气候相似性的基础上•人工气候模拟加速 试验的目的是通过短时间内的试验来研究混凝土耐久性问题,指导工程实际设计 或预测实际工程的耐久寿命。因此建立人工气候模拟试验和自然环境的相似性, 得到两者试验结果的关系是十分必要的。但是自然气候的变化情况复杂,影响氯 离子在混凝土中侵蚀的因素太多,若想对实际可能出现的所有各种自然气候环境 条件都一一对应地给出试验中的人工加速气候条件是不太可能的。另外随着人工 加速试验的加速作用程度越高,其试验周期则越短,相应的试验结果的可靠性也 越差。因此研究人工气候摸拟试验与自然环境下的相似性关系很有意义同时还有 很长的路走。
目前国内袁迎曙等[16】对钢筋混凝土耐久性人工气候加速退化试验的相关性 研究中提出了建立标准人工气候加速退化试验的概念,但建立的试验和自然环境 的相关性也没有取得实质性的进展:金伟良等丨26〗基于人工气候模拟试验设备,根 据杭州湾地区一杭州湾跨海大桥、乍浦港码头实测氯离子侵蚀数据和室内人工气 候模拟试验结果,提出多环境时间相似性理论(Multi-Environment Time Similarity, METS)。本文的主要工作就是建立人工气候模拟试验和某一特定自然环境条件的 相似性关系,并通过试验数据来验证设计参数的合理性及对氯离子扩散影响的敏