[發(fā)明專利]一種氯鹽環(huán)境中鋼筋混凝土的加速壽命方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310454834.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103487570A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張武滿;劉穎州;張寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/38
• 分類號(hào): G01N33/38;G01N21/00
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛(ài)華

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氯鹽環(huán)境中鋼筋混凝土的加速壽命方法，屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域。

(二)背景技術(shù)

氯鹽滲入近海、沿海和海洋混凝土內(nèi)部，積累到一定濃度時(shí)將引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕，從而導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)失效。模擬實(shí)際工程環(huán)境的氯離子自然滲透法周期長(zhǎng)，可重復(fù)性差，無(wú)法達(dá)到預(yù)測(cè)壽命的目的。目前也出現(xiàn)了非穩(wěn)態(tài)快速氯離子電遷移測(cè)定法和庫(kù)侖電通量法，可以實(shí)現(xiàn)氯離子在混凝土中的加速滲透實(shí)驗(yàn)，并對(duì)混凝土的滲透性進(jìn)行評(píng)價(jià)，然而以上試驗(yàn)中得到的總電量和擴(kuò)散系數(shù)很難與氯鹽環(huán)境下鋼筋混凝土的壽命聯(lián)系起來(lái)。

(三)發(fā)明內(nèi)容

1、目的：

本發(fā)明的目的是提出一種氯鹽環(huán)境中鋼筋混凝土的加速壽命方法，可以在較短時(shí)間內(nèi)獲得鋼筋混凝土的加速壽命，為氯鹽環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

2、技術(shù)方案：

本發(fā)明提出的氯鹽環(huán)境中鋼筋混凝土的加速壽命方法，是利用外加直流電壓加速氯離子穿過(guò)混凝土保護(hù)層，不考慮氯離子在混凝土中的傳輸過(guò)程，以穿過(guò)混凝土保護(hù)層的氯離子濃度達(dá)到導(dǎo)致鋼筋銹蝕的臨界值作為壽命的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

本發(fā)明一種氯鹽環(huán)境下鋼筋混凝土的加速壽命方法，該方法具體步驟如下：

步驟一：測(cè)定混凝土孔溶液pH值；將飽和面干的混凝土試件通過(guò)壓濾方法在鋼模中榨取混凝土的孔溶液，在25℃條件下使用pH計(jì)測(cè)定混凝土孔溶液的pH值；

步驟二：用NaOH溶液和20℃時(shí)飽和的Ca(OH)₂溶液模擬混凝土的孔溶液，通過(guò)調(diào)整NaOH溶液的摩爾濃度保證溶液的pH值與步驟一中的計(jì)算值一致；將多根（亦說(shuō)預(yù)定根）建筑鋼筋用砂紙除去表面的鐵銹，并在10%的檸檬酸三氨溶液中浸泡48小時(shí)進(jìn)行二次除銹處理，然后用濾紙迅速將鋼筋表面的殘余液體擦拭干凈，并分別浸泡在模擬的孔溶液中48小時(shí)；之后向模擬溶液中分別加入分析純NaCl，使溶液中[Cl^-]/[OH^-]值自0.1每間隔0.1增加到0.9，每隔12小時(shí)用300倍讀數(shù)顯微鏡對(duì)鋼筋表面進(jìn)行觀察，以確定鋼筋是否銹蝕；

步驟三：根據(jù)步驟二中的觀測(cè)結(jié)果確定鋼筋銹蝕的[Cl^-]/[OH^-]值，并計(jì)算此時(shí)Cl^-的摩爾濃度，作為導(dǎo)致鋼筋銹蝕的Cl^-臨界濃度值C；

步驟四：取圓形混凝土保護(hù)層，用環(huán)氧樹(shù)脂將試件側(cè)面密封，并固定在混凝土滲透性智能測(cè)量裝置上，裝置陰極注入實(shí)際氯鹽濃度的溶液，陽(yáng)極注入用蒸餾水配置的0.3mol/LNaOH溶液；

步驟五：選擇直流電壓作為加速電壓，進(jìn)行氯離子加速滲透試驗(yàn)，并開(kāi)始記錄加速滲透試驗(yàn)時(shí)間，試驗(yàn)過(guò)程中保證陰極溶液中氯鹽濃度的相對(duì)穩(wěn)定，測(cè)定陽(yáng)極溶液中氯離子濃度，氯離子濃度達(dá)到導(dǎo)致鋼筋銹蝕的臨界值C時(shí)，停止試驗(yàn)并記錄試驗(yàn)所用時(shí)間t，同時(shí)定義該試驗(yàn)時(shí)間t為該加速電壓下混凝土保護(hù)層的加速壽命。

其中，在步驟二中所述的“將多根（亦說(shuō)預(yù)定根）建筑鋼筋用砂紙除去表面的鐵銹”，是指用9根長(zhǎng)100mm、直徑6mm建筑鋼筋用6號(hào)砂紙除去表面的鐵銹”。

其中，在步驟三中所述的“根據(jù)步驟二中的觀測(cè)結(jié)果確定導(dǎo)致鋼筋銹蝕的[Cl^-]/[OH^-]值，并計(jì)算此時(shí)Cl^-的摩爾濃度，作為導(dǎo)致鋼筋銹蝕的Cl^-臨界濃度值C”，其計(jì)算方法如下：假設(shè)確定的鋼筋銹蝕時(shí)[Cl^-]/[OH^-]值為e，即[Cl^-]/[OH^-]=e，式中氫氧根離子濃度在步驟一中已經(jīng)測(cè)定為已知，同時(shí)e也已知，氯離子濃度即為：[Cl^-]=[OH^-]×e；

其中，在步驟四中所述的“圓形混凝土保護(hù)層”，其圓形直徑為100mm，保護(hù)層厚度為10mm-50mm。

其中，在步驟四中所述的“混凝土滲透性智能測(cè)量裝置”，是指發(fā)明專利號(hào)為ZL200610009881.9的混凝土滲透性智能測(cè)量裝置。

其中，在步驟四中所述的“實(shí)際氯鹽濃度的溶液”，是指鋼筋混凝土所處氯鹽環(huán)境中氯鹽的濃度。

其中，在步驟五中所述的“選擇直流電壓作為加速電壓”，該直流電壓為：19.9V、12.9V、9.0V、6.0V、4.9V或2.3V，（即該直流電壓選擇19.9V、12.9V、9.0V、6.0V、4.9V和2.3V中的一種）。