RPC碳化试验数据.docx

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1、3.1 RPC碳化试验数据混凝土发生碳化是在大气环境下随时随地都会发生的一种混凝土化学反应。本节亦考虑RPC工程应用的实际环境，对其作出相关的实验室加速碳化试验。实验室碳化以7d为一个碳化龄期，以RPC试件在大气环境下应用IOO年为基准,对RPC加速碳化96d结束。每一个龄期取出3件RPC试件，用石材切割机分别切割各个碳化龄期RPC试件，用毛刷将试件切割面残留粉末刷去，随即喷1%酚配乙醇溶液，经过30s后，用游标卡尺（百分尺）量取变色部分长度（取均值）,精确到百分位，即为碳化深度如图3-1。图3-1RPC碳化深度从图3-1中可知：RPC试件在加速碳化7d后测定其碳化深度基本为0.00,即RPC

2、的碳化仅仅只是停留在RPC表面。Md碳化深度约为0.08mm；21d碳化深度约为0.15mm；28d碳化深度约为0.20mm；35d以后碳化深度基本停留在0.21mm,随着碳化时间的不断推移，碳化深度趋向稳定，碳化深度不再增加。从图中曲线斜率的不断下降，可以看出RPC的加速碳化随着时间的不断增加和碳化深度的不断加深，RPC内部碳化难度在不断上升，碳化速度在不断下降，以致最总趋向稳定不再继续向RPC内部更深处碳化。3.2 RPC氯化钠溶液持续浸泡试验数据氯化钠溶液持续浸泡RPC试验，为实验室模拟海水加速氯离子渗透（扩散）试验。本试验以RPC浸泡14d为一个龄期，加速渗透（扩散）112d为试验结束

3、。每一个浸泡龄期取出3块试件烘干。用混凝土磨粉机以Imm为准逐层磨粉并收集粉末。用维尔哈德法检测每层RPC粉末中自由氯离子含量以确定氯离子渗透（扩散）深度（取均值），测得数据如图3-2。 A-Depth0-1mm B-Depth12mmC-Depth2-3mmD-DePth34mm图3-2RPC中氯离子渗透（深度）以及浓度()Uo-pozoJoo=socoo从图3-2可以看出：RPC在3.5%浓度氯化钠溶液持续浸泡112d时间中，渗透（扩散）深度非常浅，仅仅在5mm以内。A曲线中，14d至112dRPCO1mm磨粉测得氯离子含量分别为O.249%0.408%、O.544%O.662%0.805

4、%、O.912%0.992%、1.057%o氯离子浓度随时间的增加率平均为10.9队而14d到28dRPC（T1mm深度的氯离子浓度增加率为20.2%,要显著高于整个试验时间内氯离子浓度增长率，但98d到112dRPC（TImm氯离子浓度增长率仅为6.1%,与平均增长率相差3.9%o曲线上升率同样随浸泡时间增加逐渐变小，曲线走势均渐渐放缓，即氯化钠溶液持续浸泡时间中，RPC中氯离子浓度随着时间的持续，渗透（扩散）速度在逐渐减小。B、C、D曲线中RPC氯离子浓度平均增长率分别为10.7%、106%、6.5%,表明随着时间推移，渗透（扩散）深度的不断增加，各曲线差值也逐渐增大，表明氯离子渗透（扩散

5、）速度衰减加速。随着氯离子渗透（扩散）深度的持续进行，氯离子在RPC中传输越加困难。3.3 RPC氯化钠溶液干湿循环试验数据氯化钠溶液干湿循环通常发生在海洋工程中，随着潮起潮落，海工混凝土总是存在氯化钠溶液的干湿循环交替作用。本试验拟在实验室加速模拟海洋工程干湿循环作用。在氯化钠溶液干湿循环224d时间段收集试验数据，整理出氯离子在RPC中的渗透（扩散）深度和浓度数据如图3-3。图3-3氯离子渗透(扩散)深度和浓度从上图曲线中可以看出：在氯化钠溶液干湿循环试验中，氯离子渗透（扩散）深度停留在6mm以内。曲线A为氯化钠溶液干湿循环试验中，RPC试件O1mm磨粉所测氯离子浓度时间变化曲线，从14d

6、开始到112d结束，Wd一个龄期，每个龄期数据分别为0.279%、0.588%s0.856%、1.079%、1.257*、1423%、1.572%、1.691%,RPC中O1mm氯离子浓度随时间增长路品均为I19%。Md至28d的初始增长率高达52.6%,远远高于氯离子浓度平均增长率。而98d至112d的增长率约为7.4%,即曲线斜率RPC浸泡时间减小慢慢加速，RPCO1mm处的氯离子浓度随浸泡时间的上升速度逐渐放缓，表明在氯化钠溶液干湿循环中，氯离子向RPC内传输的速度随着时间推移逐渐减慢。曲线B、C、D代表RPC不同深度氯离子浓度随浸泡时间变化的增长率分别为12.7%、13.0%、10.6

7、%9.8%、13队从各曲线的增长率可以看出，在氯化钠溶液干湿循环试验中，12mm、23mm氯离子浓度的增长率比O1mm处增长率要高，随后基本比O1mm处的低。在特定时间，例如112d和98d时，图中A到E的差值也逐渐扩大，表明氯离子向RPC内部传输速度衰减随着传输深度的增加而逐渐增大，也说明氯离子向RPC内部传输随着传输深度的增大，氯离子传输越加困难。从5条曲线的起点看出，氯离子在28d的时候渗透（扩散）到23mm,56d的时候才到达34mm处且浓度非常小，且越深处，传输过相同深度所需时间越长，即相同时间氯离子传输越浅，说明氯离子浓度在氯离子在RPC内部传输的过程中传输速度衰减越显著。3.4

8、RPC碳化和氯化钠溶液浸泡耦合作用下试验数据碳化和氯化钠溶液干湿循环耦合作用比氯化钠干湿循环作用更加贴近海洋工程实际，在海洋工程中，干湿循环必定同时发生碳化作用，然而综合国内外专家学者针对RPC耐久性性能研究，发现大部分耐久性研究仅仅局限在考虑单方面因素影响。本节试验针对RPC在双重因素耦合作用（碳化和氯化钠溶液浸泡耦合），探讨RPC相关耐久性性能，试验数据如图3-4。A-Depth(0-1mm)Coup1ingBetweenCarbonizationAndSodiumCh1orideSo1ution(d)()Uo-apozOJoo-ocooB-Depth(1-2mm)AC-Depth(2-3

9、mm)D-Depth(3-4mm)0.806%、1009%、1.166%、1.332%、1.182%、1.593%0RPC01mm深度氯离子浓度的平均增长率为11.9%Md至28d氯离子浓度增长率却高达51.2%,远高于平均增长率。98d至112d增长率却仅为7.0%,由图中曲线可知，随着RPC浸泡龄期的增长，氯离子浓度的增长率逐步下降，但是氯离子浓度仍然在持续上升。RPC中氯离子浓度上升趋势逐渐放缓，氯离子向RPC内部传输的速度随着时间推移逐渐减慢，传输越加困难。在特定时间，例如112d,98d时，从A到E的差值也逐渐扩大，表明氯离子向RPC内部传输速度衰减随着传输深度的增加而逐渐增大，也说

10、明氯离子向RPC深度传输很困难。从5条曲线的起点同样可以看出，氯离子在28d的时候渗透（扩散）到23mm,56d的时候才到达34mm处且浓度非常小，且越深处，传输过相同深度所需时间越长，即相同时间氯离子传输越浅，说明氯离子浓度在氯离子在RPC内部传输的过程中传输速度衰减越显著。3.5RPC试验数据对比以上三节对RPC分别在氯化钠溶液持续浸泡、氯化钠溶液干湿循环及碳化和氯化钠溶液浸泡耦合作用下的试验数据做出分析，本节将对以上三节数据综合加以对比，如图3-5。T(Dep(mm)注：氯离了浓度为氯化钠溶液浸泡作用下RPCO1mm深注：氯离了浓度为氯化钠溶液浸泡”2d后RPC浓度变化曲线度磨粉测得(a

11、)(b)0-11-22-337yxDepth(mm)注：氟离子浓度为氟化钠溶液浸泡作用下RPC12mm深度磨粉测得(C)注：氯离子浓度为氯化钠溶液浸泡98dRPC内浓度变化曲线(d)注：氟离了浓度为氯化钠溶液浸泡作用下RPC23mm深处磨粉测得(e)注：氯离了浓度为氯化钠溶液浸泡84dRPC内氯离子浓度变化(f)T注：氯离子浓度为氯化钠溶液浸泡作用下RPC37mm深度磨粉测得(g)注：1、A(a)为氯化钠溶液持续浸泡试验2、B(b)为氯化钠溶液干湿循环试验3、C(c)为碳化和氯离了浸泡耦件试验注：氯离了浓度为氯化钠溶液浸泡70dRPC内氯离子浓度变化(h)图3-5数据对比分析从上图（a）（c）

12、（e）（g）中可以看出，三种试验数据对比，氯化钠干湿循环试验（B曲线）在RPC同等深度氯离子含量最高，碳化和氯化钠溶液浸泡耦合（C曲线）次之，而氯化钠溶液持续浸泡试验（C曲线）中氯离子含量最低。且氯化钠溶液持续浸泡RPC所得氯离子浓度要远小于RPC干湿循环试验与碳化和氯化钠溶液干湿循环耦合试验中浓度。从三组试验数据增长趋势来看，A,B曲线差别不大，B曲线增长率相对较小。但是C曲线浓度差别很明显，且增长幅度亦小很多，所以氯化钠干湿循环作用对氯离子在RPC中的传输有很大促进作用。图（a）到（g）中，随着氯离子向RPC内部传输，越往深处，C曲线和A,B曲线的差值也越来越大，表明随着RPC深度的上升，

13、氯离子的传输变缓，氯离子在RPC中的传输，越接近表面越快，越往深度越慢，且减慢的趋势随着深度的增加越加明显。上图（b）（d）（f）（h）中看出，氯化钠溶液持续浸泡试验中（a曲线），氯离子传输停留在34mm处，45mm处氯离子浓度为0。而氯化钠干湿循环试验与碳化和氯化钠溶液浸泡耦合试验中（b,c曲线），氯离子渗透（扩散）深度到达5飞mm,说明氯离子在RPC中的传输速度受干湿循环影响较大。从b,c曲线的下降幅度看出，越往RPC内部，下降幅度越大，氯离子渗透（扩散）速度越慢，传输越加困难。3. 5本章小结1、RPC碳化试验中，发现RPC碳化发生并不明显，仅仅停留在RPC表层，深层次并没有发生碳化迹象

14、，RPC碳化很困难。2、氯化钠溶液持续浸泡RPC试验、氯化钠溶液干湿循环试验与碳化和氯化钠溶液耦合试验中，氯化钠溶液持续浸泡试验中RPC中氯离子浓度最低，且氯离子上身速度也最慢。而氯化钠溶液干湿循环试验RPC中氯离子浓度最高，氯离子浓度上升速度也最快。碳化和氯化钠溶液耦合作用下氯离子浓度介于两者之间，氯离子浓度上升速度相对平缓。3、干湿循环促进了氯离子在RPC中的传输，碳化有利于RPC耐久性，即碳化对氯离子在RPC中的传输有所抑制。4、试验中，RPC中氯离子浓度都有上升，但上升速度随时间有所下降，最终趋向稳定，即氯离子浓度增长速度随氯离子传输深度的增加逐步下降，最终趋向于O05、与普通混凝土抗氯离子侵蚀性能比较，RPC抗氯离子性能明显很强。抗氯离子侵蚀性能非常显著。