高寒地区桥梁混凝土抗氯离子渗透性能研究.pdf

第 1 7卷第 3期 2 0 1 4年 6月 建筑材料学报 J OURNAL OF B UI L DI NG M ATERI ALS V0 L 1 7。 No 3 J u n ， 2 0 1 4 文章 编 号 ： 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 4) 0 3 0 4 2 5 0 6 - -】 Cj 同 寒地 区桥 梁混凝土抗氯 离子渗透性 能研究 郭 寅川 ， 申爱琴 ， 王 剑 ， 赵 洪基 ( 长安 大学 特 殊地 区公 路工 程 教育部 重 点实验 室 ， 陕 西 西安 7 1 0 0 6 4 ) 摘要 ： 依 托 新疆 果子 沟特 大桥 工程 ， 针对 高寒 区域 的 气候 特征 及 材 料性 状 ， 通 过 正 交试 验 ， 重 点研 究 了水胶 比、 粉煤灰掺量、 用水量和 引气剂掺量等 因素对桥 梁混凝土抗氯 离子渗透性的影响规律 ； 通过 深入 分析 桥 梁不 同部位 及 不 同配合 比混凝 土 的抗 氯 离子 渗 透机 理 ， 提 出基 于抗 氯 离子 渗 透性 能的高寒 区域桥梁混凝土配合比设计参数 范围 研 究表明： 水胶比与用水量对桥 梁混凝土的抗 氯 离子 渗透 性能 影响 显著 ， C 3 0混 凝 土水 胶 比 ( 质 量 比) 由 0 4 5减 小到 0 3 9时 ， 混凝 土 5 6 d电通 量 降低 约 5 0 ； 粉 煤灰掺 量 ( 质 量分 数 ) 由 1 0 增 加 到 3 0 时 ， 混 凝 土 电通 量 总体 呈 下 降 的趋 势 ； 控 制桥 梁混凝土 中适宜含气量也有利于改善其抗氯 离子渗透性能 关 键 词 ：道路 工程 ；高寒 地 区 ； 桥 梁混凝 土 ；配合 比 ； 抗 氯 离子 渗 透性 能 中图分 类号 ： U4 1 6 1 文 献标 志码 ： A d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 0 1 4 0 3 0 1 0 Re s i s t a n c e t o Chl o r i d e I o n Pe r me a t i o n t o Co n c r e t e Br i d g e s i n Al pi n e Re g i o n s GUO Yi n c hua n， SH EN Ai q i n， ( Ke y La b or a t o r y of Hi g hway En gi ne er i ng Cha n g a n Un i v e r s i t y， WANG J i a n， ZHAO Ho n g J i i n Sp e c i a l Re g i on of M i n i s t r y o f Ed uc a t i o n， Xi a n 71 0 06 4，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：Wi t h s u p p o r t o f Xi Ni a n g Gu o z i g o u B r i d g e p r o j e c t ，t h e i n f l u e n c e f a c t o r o f t h e r e s i s t a n c e t o c h l o r i d e i o n pe r me a t i on t o t he c o nc r e t e b r i d g e i n a l pi ne a r e a wa s s t u d i e d The m e c ha ni s m o f r e s i s t a nc e t o c h l o r i d e i o n p e r me a t i o n t o t h e c o n c r e t e i n d i f f e r e n t p o s i t i o n s a n d wi t h d i f f e r e n t c o mp o s i t i o n o f t h e b r i d g e c o n c r e t e wa s a n a l y z e d，t he n t h e m i x d e s i g n p a r a me t e r s f o r t he br i dg e c o n c r e t e t ha t wa s s ui t a bl e t o bu i l t t h e br i d g e wi t h r e s i s t a nc e t o c hl o r i d e e r o s i o n we r e pr o p o s e d The r e s u l t s ho ws t h a t t he wa t e r - bi nd e r r a t i o a nd wa t e r c o n t e n t ha v e gr e a t e f f e c t o n t h e r e s i s t a n c e t o c hl or i d e i o n p e r me a t i o n t o t he c o n c r e t e br i dg e Th e wa t e r b i n de r r a t i o o f C3 0 gr a de o f c o n c r e t e i S l o we r e d f r o m 0 4 5 t o 03 9 a nd 56 da y s o f e l e c t r i c f l u x f o r t h e c on c r e t e i S r e du c e d a b o u t 5 O ；e l e c t r i c f l u x f or t he c o n c r e t e i s d e c r e a s e d whe n t he us e l e v e l o f f l y a s h i nc r e a s e s f r o m 1 0 t o 3 0 ； s u i t a b l e a i r c o n t e n t c a n i mp r o v e t h e r e s i s t a n c e t o c h l o r i d e i o n p e r me a t i o n t o t h e c o n c r e t e b r i d g e Ke y wo r d s： r oa d e ng i ne e r i ng； a l pi n e r e g i o n； c on c r e t e o f b r i dg e； mi xi ng r a t i o； r e s i s t a nc e t o c hl or i d e i o n pe r me a t i on 新疆果子沟特大桥所处位置属于典型的高寒区 域 ， 该地 区冬季为了降低路 面或桥面的冰点 ， 大量使 用 除冰 盐 ， 使 该地 区桥 梁混 凝 土受 到盐类 腐 蚀 ， 特 别 是 氯离 子大 量渗 入 ， 从 而 改变 了桥 梁 水 泥 混 凝 土 内 部组织及结构， 严 重影响了桥梁 的使用性能及耐久 性 能 1 除冰盐 的存 在使 得盐 分伴 随 着 消融 的 雪水 流入 桥 梁各结 构 部 位 ， 造 成 冻 融环 境 下 盐 分在 混 凝 土中迁移 ， 形成除冰盐与冻融耦合状态下的侵蚀破 坏 ， 使混凝土构造物表面保护层大面积地起皮和剥 落 ， 混凝 土变 得 松 散 ， 其 内部 配 筋 裸 露并 受 到 腐 蚀 因此 ， 高寒地区桥梁各结构部位混凝土必须具备 良 好的抗渗性以及抗氯盐腐蚀性能 收稿 日期 ： 2 0 1 3 - 0 9 2 4 ；修订 日期 ： 2 0 1 3 - 1 1 - l 5 基金项 目： 中央高校 基本科研业务 费资助项 目( 0 0 0 9 2 0 1 4 G1 2 i 1 0 1 0 ) 第一作者 ： 郭寅川( 1 9 8 3 一 ) ， 男 ， 江西九江人 ， 长安大学讲师 ， 博士 E ma i l ： s i l v e r 0 0 7 0 0 7 1 6 3 c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 2 6 建筑材料学报 第 1 7卷 水泥混 凝 土的抗 渗性 和抗 氯盐腐 蚀性 能是 混 凝 土耐 久性 研 究 中 的热 点 S a i t o等_ 3 和 I z q u i e r d o 等 _ 4 研究 了混凝 土 的冻 融 破坏 过 程 ； P i c a n d e t 等 ， F e l d ma n等 和 Ma r z o u k等l 7 对 水 泥 混 凝 土 的 氯 离子渗透性进行 了深入研究 谢友均等 研究 了矿 物 掺 和 料 对 混 凝 土 氯 离 子 渗 透 性 的 影 响 ； 洪 雷 等 _ 9 0 _ 研 究 了荷 载 、 龄 期 和 冻 融 循 环 对 混 凝 土 氯 离 子渗 透性 的影 响 ； 陈妤 等l_ 】 ， 李 晔 等口 ， 洪 锦 祥 等 1 引， 贡金 鑫等 口 则研 究 了冻融 循环对 水 泥混凝 土 的损 伤和耐 久性 的影 响 以往 的研 究 多集 中于 普通 水泥混凝土的抗渗性 、 抗氯离子腐蚀或抗冻性等方 面， 而对高寒区域桥梁混凝土的抗氯离子渗透性研 究 很 少 该 区域 桥 梁 混凝 土 的破 坏 方式 与单 纯 的 冻 融破坏方式不同， 除冰盐 的存在会使混凝土 内产生 的渗 透 压增 大 ， 饱 水 度提 高 ， 结 冰 压力 增 大 ， 从 而 加 剧 混凝 土 的冻 融破 坏 ， 严 重 影 响 桥 梁 的使 用 性 能 和 安全性 随着西部高寒地 区桥梁基础设施建设的加 速 ， 该 研究 对提 高 高 寒 地 区 这种 特 殊 环 境 条件 下 桥 梁混 凝土 的耐 久性有 着 重要 的意义 本文将 通 过正交 试验 研究水 胶 比、 粉 煤灰 掺 量 、 用水量和引气剂掺量等因素对混凝土抗氯离子渗透 性能 的影 响规 律 ， 揭 示 高寒 地 区桥 梁 混凝 土抗 氯 离 子渗 透性 能 的改 善 机理 ， 进 而提 出基 于 抗 氯离 子 渗 透性能的高寒地区耐久性桥梁混凝土配合 比设计参 数， 为高寒地 区桥 梁混凝 土设 计提 供理论 及技 术 依 据 1 混凝土试验方案设计 1 1 原 材料 水 泥 ： 天 山 4 2 5 R普通 硅 酸 盐水 泥 ； 粗集 料 ： 果 子 沟 口河漫滩 天然 卵石 ； 细集 料 ： 果子 沟 口河漫 滩天 然 砂及 砂砾 ； 外 掺 料 ： 奎 屯 热 电厂 生 产 的 工级 粉 煤 灰 ； 外加 剂 ： 新 疆 天 山建 材精 细化 工有 限公 司生 产 的 F DN 一 1 5高效缓凝减水剂和 J M一 2 o o c型引气剂 1 2配合 比设 计 ( 1 ) C 5 0主 塔泵 送 混 凝 土 主 塔 为 果 子 沟 特 大 桥最 主要 的受力 结 构 部 分 为 保 证桥 梁 的使 用 寿命 与结构安全 ， 其各项耐久性设计指标均较其他桥梁 结构部 位 高 ， 必 须 满 足最 不 利 条 件 下 的耐 久 性 设 计 值 因此 ， 主塔混 凝土 的抗 氯离子 渗 透性可 按 照桥 面 板抗氯离子渗透性要求进行设计 针对高塔泵送 的 施工 工艺 以及 索 塔 混凝 土处 于 大 风 、 日照 等冷 热 干 湿循环环境， 此处混凝土配合 比设计 以提高混凝土 的工 作 性 、 外 观质 量 、 抗 裂 和抗 冻 性 能为 原 则 结 合 主塔 混凝 土 耐 久性 要 求 及 特 点 ， 认 为 水 胶 比”mw me ， 粉煤灰掺量 叫 ， 用水量 mw和引气 剂掺量 是 影 响主塔 混凝 土性 能 的 4个 重要 因素 ， 这 4个 参 数 的选 用范 围将 在很 大程度 上影 响混凝 土 的各 项性 能 通过检测不同砂率下新拌混凝土的_ 作性， 确定 砂率为 4 3 时其工作性满足设计要求及强度要求 ( 2 ) C 4 0桥墩 与 桥 面 板 混凝 土 冬 季 除 冰盐 直 接 撒布 于桥 面板 上 ， 之 后 除 冰盐 又 与消 融 的雪 水 向 下 流 入桥 梁其 他结 构 部 位 ， 使 得 桥墩 等下 部 支 撑 构 造物遭受氯离子腐蚀 ， 造成大 面积的腐蚀破坏 同 样 ， C 4 0桥 面 板 与 桥 墩 混 凝 土 配 合 比正 交 因 素 为 mw mB ， r ， mw， 通 过 对 不 同 砂 率 下 混 凝 土 工 作性 测试 ， 确定 砂率 为 4 2 ( 3 ) C 3 0大体积 承台混凝土 大体积承台用混 凝土的强度等级为 C 3 0 ， 泵送高度达 6 0 1 0 0 m， 设 计坍落度为 1 6 0 1 8 0 mr n 结合大体积承台混凝土 耐 久 性 设 计 要 求 ， 确 定 正 交 因 素 为 m m ， W ， 7 7 1 ， 通 过对 不 同砂率 下混凝 土工 作性 的测试 ， 确 定砂 率 为 4 3 1 ) 本文所涉及 的水胶 比、 掺量等除特别说 明外均为质量 比或质量分数 设计 的正交 因素表 与正交 试 验表见 表 1 ， 2 表 1 混凝士正交 因素表 Ta b l e 1 Pe r p e n d i c u l a r f a c t o r s o f c o n c r e t e C5 O 一 1 0 2 9 C5 0 2 0 3 2 C5 0 3 0 3 5 C4 0 1 0 3 4 C4 0 2 0 3 7 C4 0 3 0 4 0 C3 0 1 0 3 9 C3 O 一 2 0 4 2 C3 0 3 0 4 5 0 0 0 4 0006 0 0 0 8 0 0 0 4 0 0 0 8 0 0l 2 0005 0 0 0 9 O O 1 3 2抗氯离子渗透性 能研 究 2 1试 验设 备及测试 方 法 在评价 氯离 子 渗透 能力 方 面 ， AS TM C 1 2 0 2法 是 目前应用最为普及 的抗氯离子渗透性测评方法， 本研 究 选 用 浙 江 绍 兴 肯 特 公 司 生 产 的 KE NT C C 1 2 O 2型混 凝 土氯离 子 渗透仪 进行 试验 具体试验过程为 ： 先将 l O 0 5 0 mm的混凝土 圆柱型切片试块 放人真空室 内进行 真空饱水处理 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3期 郭寅川 ， 等 ： 高寒地 区桥梁混凝 土抗 氯离子渗透性能研究 4 2 7 表 2 正 交试验设计表 Ta b l e 2 De s i g n o f o r t h o g o n a l t e s t C5 0 7 0 3 5 3 0 1 2 5 0 0 06 C5 0 8 0 3 5 1 0 1 3 1 0 0 08 C5 O 一 9 0 3 5 2 0 1 3 7 0 0 04 C4 0 4 0 3 7 2 0 1 4 4 0 01 2 C4 0 5 0 3 7 3 0 1 5 0 0 0 0 4 C4 0 6 0 3 7 1 0 1 5 6 0 0 08 C3 O 一 1 0 3 9 C3 O 一 2 0 3 9 C3 O 一 3 0 3 9 3 0 1 5 8 0 01 3 C3 O 一 7 0 4 5 C3 O 一 8 0 4 5 C3 O 一 9 0 4 5 0 0 09 0 01 3 O O O5 No t e： The f l y a s h i s a d d e d i n C5 0，C4 0 c o nc r e t e u s i n g e x c e s s i v e r e p l a c e me nt me t h o d wi t h e x c e s s c o e f f i c i e nt o f 1 2 Th e fly a s h a d d e d i n C3 0 c o n c r e t e u s i n g e q u i v a l e nt r e p l a c e me n t me t ho d ( 2 4 h ) ， 然后 通 过 E J U 夹 具将 其 与 渗 透 仪控 制 器 相 连 接 ， 进 行 数 据采 集 ， 监 测 在 6 h内通 过 的 电 量 试 块 一边 浸 入 3 Na C 1 阴 极 电解 液 中 ， 另 一 边 浸 入 1 2 9 6 Na OH 阳极 电解 液 中 ， 试 验 过程 中试 块 两 边 保 持 6 O V 的恒 定 电压 以 库 仑 表 示 通 过 的 总 电量 值 ， 从而表征试 块 的抗氯 离子渗透性 能 电通量越 大， 则氯离子渗透性越大 ， 对混凝土的腐蚀作用也越 大， 电量标准对 比见表 3 2 2试验 结果 按 照上 述方 法 ， 对 果子 沟特 大桥 不 同部 位 C 5 0 ， C 4 O及 C 3 O混 凝 土 5 6 d抗 氯 离子 渗 透 性 进行 正交 试 验 ， 试验 结果 如表 4所示 2 3正 交试验 结 果分析 根 据正 交试 验结果 ， 可 进行方 差 分析 ， 从 而 寻求 出对测 试指 标影 响 最敏 感 的 因 素 根 据 C 5 O混凝 土 正交试验结果计算分析 的各 因素显著性概率 F值 见 表 5 ( C 3 O ， C 4 O混 凝 土 正 交 试 验 的方 差 规 律 与其 基本一 致 ) 由表 5分 析 可 知 ， 影 响 高寒 地 区混 凝 土 抗氯离子渗透性的因素显著性顺序依次为 ： 水胶 比、 用水量 、 粉煤灰掺量、 引气剂掺量 其中， 水胶 比和用 水量的影响较为显著 2 4 试 验 结果 分析 2 4 1 水 胶 比对 氯 离子渗 透性 的影 响 分 析上 述表 格 可知 ： 水 胶 比对 混 凝 土 抗 氯 离子 渗 透性 影 响最 为 显 著 对 于 C 3 0混 凝 土 而 言 ， 当水 胶 比由 0 3 9增大到 0 4 5时， 其电通量 由 1 2 1 1 8 C 增 大 到 1 8 4 0 7 C， 增 大约 5 0 ； 而 C 4 0混 凝 土 水胶 比由 0 3 4增大到 0 4 0时 ， 其电通量也逐渐提高， 增 大约 3 O 由此可知低水胶 比有利 于提高混凝土抗 氯离子渗透性能 ， 较大的水胶 比会使混凝土抗氯离 子渗透性能明显降低 ， 且水胶比越大 ， 混凝土的抗氯 离 子渗 透性 能 下 降越 快 与 C 3 o ， C 4 0混 凝 土 不 同 ， C 5 0混 凝 土 的水 胶 比 由 0 2 9增 大 到 0 3 5时 ， 其 电 通 量有 所 降低 ， 减 小约 2 O 究 其 原 因 ， 认 为 试验 中 C 5 0混凝土选取水胶 比较低 ， 混凝 土水泥用量较大 ， 导 致其 水化 反应 速 度 较 快 快 速 的水 化 使 得 混凝 土 水化热较高 ， 水的蒸发量和消耗量过大， 容易在混凝 土 内部 形成 许 多微 裂 纹 或 连通 孔 隙 正 是 这 些 裂纹 或 孔 隙的存 在 ， 导致 C 5 0混凝 土 电通 量 变 化 规 律 的 异常及其电通量变化幅度较小 的试验结果 但从试 验 整体 情况 来看 ， 较 低 的水 胶 比使 C 5 0混 凝 土 的 电 通 量整 体上 小于 C 3 O和 C 4 O混凝 土 因此 C 5 O混凝 土试验 结果 的异 常 并 不 影 响得 出下 列 结论 ： 在新 疆 高寒地区混凝土设计 中， 应尽量采用较低的水胶 比 以保证 其具 有 良好 的抗 氯离 子渗 透性 能 2 4 2 用水 量对 氯离 子渗 透性 的影 响 由表 5可知 ， 用 水 量 对混 凝 土 抗 氯 离 子 渗透 性 能的影响显著性仅次于水胶 比 为了更好地说明不 表 3电量标准对 比表 Ta b l e 3 Co mp a r i s o n o f s t a n d a r d o f e l e c t r i c i t y q u a n t i t y 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 2 8 建筑材料学报 第 1 7卷 表 4 桥梁不同部位混凝 土氯离子渗透试验结果 Ta b l e 4 Ch l o r i d e i o n p e r me a t io n t e s t r e s u l t i n d i f f e r e n t p a r t s o f b r i d g e c o n c r e t e E l e c t r i c f l u x C E l e c t r i c f l u x C E l e c t r i c f l u x C n一 一： r1 一 j n一一： ，1 一 j 1 1 1 C Te s t e d Av e r a g e Te s t e d Av e r a g e Te s t e d Av e r a g e C5 0 1 1 1 1 3 2 C4 0 1 1 1 0 6 9 C3 0 1 1 1 3 4 1 C5 O 一 2 1 0 8 0 8 1 1 O 0 1 C4 0 2 8 0 8 1 9 6 1 0 C3 0 2 1 1 O 0 4 1 21 1 8 C5 0 3 1 1 0 6 2 C4 0 3 96 8 1 C3 O 一 3 1 4 0 0 8 C5 O 一 4 1 1 4 2 7 C4 0 4 1 4 0 5 9 C3 0 4 1 6 6 1 6 M i “ C 5 O 一 5 8 3 5 1 l O 4 7 1 Br i d g 。 C 4 O 一 5 1 2 6 2 2 1 3 9 1 7 Pi l e C 3 O 一 5 1 2 7 2 3 l 65 1 7 t o We r d e c k c a p s C5 0 6 1 1 6 3 4 C4 0 6 1 5 07 1 C3 O 一 6 2 0 2 1 3 C5 0 7 8 2 7 9 C4 0 7 1 6 32 4 C3 O 7 l 7 7 6 6 C5 0 8 7 8 1 4 8 6 4 2 C4 0 8 1 6 83 5 1 6 8 2 2 C3 O 8 l 5 1 5 3 1 8 4 0 7 C5 O 一 9 9 8 3 1 C4 0 9 1 7 3 0 7 C3 O 一 9 2 2 3 0 2 表 5 C 5 0混凝 土 方 差 分 析 Ta b l e 5 Va r i a n c e a n a l y s i s o f C5 0 同用 水量 对混 凝 土抗 氯 离 子 渗 透性 能 影 响 的差 异 ， 固定水泥用量为 3 8 0 k g及粉煤灰掺量为 1 O ， 改变 用水量 ， 分析对 比所测得的电通量 ， 见图 1 Wa t e r c o n t e n ff ( k g m 1 图 1 用水量与电通量的关 系 Fi g 1 Re l a t i o ns h i p of wa t e r c ont e n t a nd e l e c t r i c f l u x 由图 1可知 ： 当 固定 混凝 土 中水 泥 用量 和粉 煤 灰掺量时， 混凝土的抗氯离子渗透性能随着用水量 的增 加 而降低 因此 ， 为保证 高寒 地 区混 凝 土具有 良 好 的抗 氯离 子渗 透性能 ， 应采 用较 低 的用水 量 当抗 渗 要求 较高 时 ， 用 水量 应低 于 1 5 0 k g m。 ； 对 其他 抗 渗性要求较低 的混凝土构造物 ， 其用水量也不宜过 大 固定水泥用量而增加用水量 ， 可以看作是水胶比 不断增大的过程， 试验结果也进一步证 明了过高的 水 胶 比对混凝 土 的抗氯 离子 渗透 性能 不利 因此 ， 合 理控 制用水 量 与水 泥用 量 ， 能 较 好 地提 高混 凝 土 的 抗氯 离子渗 透性 能 2 4 3 粉 煤灰 掺量 对氯离 子渗 透性 的影 响 综合 表 2 ， 4可 以看 出 ， 随着 粉 煤灰 掺 量 由 1 0 增 至 3 0 ， 混凝 土 电通 量 总 体 呈 下 降 的趋 势 ， 即 其 抗 氯离子 渗透 性 逐渐 增 强 当水 胶 比低 于 0 4 0时 ， 电通 量下 降 的趋 势更 为 明显 ， 如 C 4 O ， C 5 0混 凝 土 试 验数 据所 示 ， 可见 添 加 粉煤 灰 能 在 一 定程 度 上 改 善 混凝土的抗氯离子渗透性能 但 由于粉煤灰本身活 性较 低 ， 掺 量持 续 增 大 时对 混 凝 土 早 期 强度 影 响 较 大 考虑 到粉煤 灰 的火 山灰效 应 能 在 后 期逐 渐 发 挥 出来 ， 它 在改 善混凝 土拌 和物 的工作 性 、 减少 混凝 土 单 位用水 量 的 同时 ， 也 能减 少 多 余 水 分 在混 凝 土 硬 化后形成的较大孔隙 ， 提高混凝 土的致密性， 因此 ， 在 合理控 制优 质粉 煤灰 掺量 的 同时延长 混凝 土 的养 护 时 间 ， 可兼顾 混 凝 土 的抗 氯离 子 渗 透 性 能与 早 期 强 度 2 4 4 引气 剂掺 量对 氯离子 渗透 性 的影 响 加 入引 气 剂 对 混 凝 土 抗 冻 性 能 的改 善 效 果 显 著 ， 但对 其抗 氯离 子 渗 透 性 能 的影 响机 理还 有 待 深 入 分析 综 合 表 2和表 4可 以看 出 ， 在 4种 因素 中 ， 引气剂 掺量 对 混凝 土 抗 氯 离 子 渗 透 性 能 的 影 响最 小 大量 研究 表 明 ， 引气 剂 的掺入 能够在 混凝 土 中 引 入 适量 的细 小均 匀 且 独 立 而不 连 通 的气 泡 ， 有 效 割 断混凝 土 中的 毛细 孔 通 道 ， 防止 外 界 有 害 物 质 的侵 入 ， 从 而增强 混凝 土 的抗 氯离 子渗 透性 能 但 试 验数 据表明， 过多的含气量会降低混凝土内部的密实性 ， 可能导致混凝土抗氯离子渗透性能 的下降 这主要 是 因为增加引气剂掺量会引入过多 的气孔 ， 而这些 气 孔 又难 以完 全 封 闭 ， 从而 形 成 连 通 的孑 L 隙 因此 ， 控制 混凝 土 中的适宜 含气量 也是 提高 其抗 渗性 能 的 关键 O 0 O O O 0 O O O 01 如 加 m 踟 加 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3期 郭寅川 ， 等 ： 高寒地 区桥 梁混凝土抗氯离子渗透性能研究 4 2 9 3 基 于 抗 氯 离子 渗 透 性 的 配 合 比建 议 值 综上所述 ， 参考相关耐久性设计规范 ， 同时考虑 到新疆 南疆 寒 冷 地 区及 北 疆 严 寒 寒 冷地 区冻 融 环 境 的差 异 ， 提 出 了新 疆 高寒 地 区基 于 抗 氯 离子 渗 透 性 的桥梁 混凝 土 材 料组 成 参 数 取值 范 围 桥 梁 主塔 C 5 0 ， 桥 面 板 及 桥 墩 等 C 4 o混 凝 土 及 大 体 积 承 台 C 3 o混凝土的材料组成建议值见表 6所示 表 6高寒地区混凝土抗渗性设计 建议值 Ta bl e 6 Su g g e s t i o n o f d e s i g n o f c o n c r e t e wi t h r e s i s t a n c e t o c h l o r i d e i o n p e r me a t i o n i n a l p i n e f r i g i d r e g i o n 4 结论 ( 1 ) 影 响 高寒 地 区混 凝 土 抗 氯 离 子 渗 透 性 能 的 因素 显 著性 顺 序 依 次 为 ： 水胶 比 、 用水 量 、 粉 煤 灰 掺 量 、 引 气 剂 掺 量 其 中 ， 水 胶 比和用 水 量 的影 响较 为 显 著 ( 2 ) 低 水胶 比有 利 于 提 高 混 凝 土 抗 氯 离 子 渗 透 性 能 ， 但水 胶 比低 于 0 3 0时对混 凝 土抗 氯离 子 渗透 性 能 的改 善并 不 明 显 ， 较 大 的水 胶 比会使 混 凝 土抗 氯离子渗透性能明显降低 ( 3 ) 当固定混凝土中水泥用量和粉煤灰掺量时 ， 混凝土的抗氯离子渗透性能随着用水量的增加而降 低 当抗 渗要求 较高时， 用水量应低于 1 5 0 k g m。 ； 对 其他 抗 渗性 要 求 较 低 的 混凝 土构 造 物 ， 其 用水 量 也 不 宜超 过 1 6 5 k g m。 ( 4 ) 根据高寒地 区环境特点提 出了基于混凝土 抗 氯离 子 渗 透 性 能 的 配 合 比建 议 值 ， 并 在 依 托 工 程 新疆 果 子沟 特大 桥项 目中取 得 了 良好 效果 参考 文献 ： 1 熊建平 道路水泥 混凝土 耐久性 设计 研究 D 西安 ： 长安 大 学 ， 2 0 0 8 2 3 4 5 6 7 8 9 X1 0NG J i a n p i n g Du r a b i l i t y d e s i g n o f h i g h wa y c e me nt c o n c r e t e D Xi a n ： C h a n g a n Un i v e r s i t y ， 2 0 0 8 ( i n C h i n e s e ) 1 0 3 徐港 ， 卫军 氯盐种类及冻融对混凝土氯离子迁移 的影响E J 建筑材料学报 ， 2 0 0 6 ， 9 ( 6 ) ： 7 2 9 7 3 4 XU Ga n g， W EI J u nEf f e c t o f s a l t t y p e s a n d f r e e z e t ha w o n c h l o r i d e d i f f u s i o n i n c o n c r e t e J J o u r n a l o f B u i l d i n g Ma t e r i a l s 。 2 0 06 ， 9( 6 )： 7 29 - 7 3 4 ( i n Ch i ne s e ) S AI T0 M ， I SHI M ORI H Chl o r i d e p e r m e a b i l i t y o f c o n c r e t e u n d e r s t a t i c a n d r e p e a t e d c o mp r e s s i v e l o a d i n g J C e me n t a n d Co n c r e t e Re s e a r c h， 1 9 9 5， 2 5 ( 4 )： 8 0 3 8 0 8 I ZQUI ERD0 D， AL0NS O C， ANDRADE C， e t a 1 Po t e n t i o s t a t i c d e t e r mi n a t i o n o f c h l o r i d e t h r e s ho l d v a l u e s f o r r e b a r d e p a s s i v a t i o n ： E x p e r i me n t a l a n d s t a t i s t i c a l s t u d y J E l e c t r o c h i mi c a Ac t a， 2 0 0 4， 4 9( 1 7 - 1 8 )： 2 7 3 1 2 7 3 9 PI CANDER V。 KHELI DJ A， BAS TI AN GEf f e c t o f a x i a l c o mp r e s s i v e d a ma g e o n g a s p e r m e a bi l i t y o f o r d i n a r y a n d h i g h - p e r f o r ma n c e c o n c r e t e J C e me n t a n d C o n c r e t e Re s e a r c h， 2 0 0 1 ， 3 1 ( 1 1 ) ： 1 5 2 5 - 1 5 3 2 FELDM AN R F， CHAN G W ， BRoUS S EAU R J， e t a 1 I n v e s t i g a t i o n o f t h e r a p i d c h l o r i d e p e r me a b i l i t y t e s t J AC I Ma t e r i a l s J o u r n a l ， 1 9 9 4， 9 1 ( 3 )： 2 4 6 2 5 5 M ARZ OUK H 。 J I ANG K Ef f e c t s o f f r e e z i n g a n d t ha wi n g o n t h e t e n s i o n p r o p e r t i e s o f h i g h - s t r e n g t h c o n c r e t e J A CI Ma t e r i a l s J o u r n a l ， 1 9 9 5， 9 2 ( 6 )： 5 7 7 5 8 6 谢友均 ， 马 昆林 ， 龙广成 矿 物掺合料对 混凝土 中氯 离子渗透 性 的影 响口 硅 酸盐学报 ， 2 0 0 6 ， 3 4 ( u) ： 1 3 4 5 1 3 5 0 XI E Yo u j u n ， MA Ku n l i n ， L ONG Gu a n g c h e n g I n f l u e n c e o f mi ne r a l a d mi x t u r e o n c hl o r i d e i o n p e r m e a bi I i t y o f c o n c r e t e J J o u r n a l o f t h e C h i n e s e Ce r a mi c S o c i e t y ， 2 0 0 6 ， 3 4 ( 1 1 ) ： 1 3 4 5 1 3 5 0 ( i n Ch i n e s e ) 洪雷 ， 彭超 单 向荷载及冻融循 环对氯离子渗透性 的影响 J 建筑材料学报 ， 2 0 1 2 ， 1 5 ( 2 ) ： 2 5 5 2 5 9 H0NG Le i 。PENG Ch a o I n f l u e n c e o f u n i l a t e r a l l o a d a n d f r e e z e t h a w c y c l e o n c h l o r i d e p e r me a b i l i t y J J o u r n a l o f Bu i l d i n g M a t e r i a l s， 2 01 2， 1 5( 2 )： 2 5 5 - 2 5 9 ( i n Ch i n e s e ) 洪雷 ， 唐晓东 冻融循环及龄期 对混凝 土氯离子渗透性的影响 J 建筑材料学报 ， 2 0 1 1 ， 1 4 ( 2 ) ： 2 5 4 2 5 6 HONG Le i ， TANG Xi a o d on g I n f l u n e n c e o f f r e e z i n g t h a wi n g c y c l e s a n d c u r i n g a g e o n c h l o r i d e p e r me a b i l i t