混凝土结构受氯盐侵蚀状态的电化学监测技术研究

氯盐侵入导致钢筋锈蚀是目前混凝土结构耐久性破坏的主要因素之一，能够及时、准确掌握混凝土中氯离子分布状态，对于正确评价、预测混凝土耐久性和及时采取措施进行维修、维护可提供重要科学依据。本研究以Ag/AgCl电极为工作电极，MnO2电极为参比电极，通过特殊制作和表面封装、保护处理，研制一种基于电化学原理的全固态、可埋入式混凝土氯离子传感器系统。通过实验室模拟混凝土孔溶液和埋入实际混凝土试件试验，系统研究混凝土材料组成（水灰比、水泥品种、矿物掺合料）、环境因素（温、湿度、中性化、盐类侵蚀、冻融循环）、受力状态（受压、受弯、反复疲劳荷载）等对氯离子传感器系统工作稳定性的影响规律和作用机理。从而确定该氯离子传感器的适用范围、关键影响因素以及有效的修正参数，为其下一步推广应用于对实际混凝土结构受氯盐侵蚀状态进行实时监测奠定基础。 2100433B

1．保证密实

密实是混凝土抗侵蚀的首要条件。密实的混凝土仅表而会被侵蚀，内部仍保持完好或侵蚀程度大大降低。

保证混凝土密实应限制水灰比；掺用能增加密实度的掺合料（如矿渣、粉煤灰）；充分振捣和养护，防止存在孔洞和发生裂缝。

2．选择抗侵蚀的水泥

在介质有侵蚀性情况下，应针对侵蚀性质选择水泥。

溶出性侵蚀及一般的酸类侵蚀和硫酸盐侵蚀，采用掺加较多活性混合材的矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥，不要采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。因我国的火山灰质混合材活性较低，也不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。

有硫酸盐侵蚀时，应采用铝酸三钙C₃A含量低的水泥；对于严重的硫酸盐侵蚀，应采用硫铝酸盐水泥或石膏矿渣水泥。

海工混凝土应优先选用粉煤灰硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。

对于严重的其他侵蚀，则需进行试验后，选择专用的水泥。

3．掺加活性掺合料

活性掺合料能化合吸收水泥析出的氢氧化钙，增加抵抗溶出性侵蚀及硫酸盐类等侵蚀；中后期还会增加混凝土的强度和密实度，电增加抗侵蚀性。

用氯盐（氯化钠、氯化钾）溶液配制的混凝土，具有加速混凝土凝结硬化，提高早期强度，增加混凝土抗冻能力的性能，有利于在负温下硬化，但氯盐对混凝上有腐蚀作用，对钢筋有锈蚀作用。为了确保钢筋混凝土结构中钢筋不被氯盐锈蚀，钢筋混凝土掺用氯盐类防冻剂时，氯盐掺量不得大于水泥质量的1.0%。掺用氯盐的混凝土应振搞密实，且不宜采用蒸汽养护。

在下列情况下，不得在钢筋混凝土结构中掺用氯盐：排出大量蒸汽的车间、浴池、游泳馆、洗衣房等经常处于空气相对湿度大于80%的房间以及有顶盖的钢筋混凝土蓄水池等在高湿度空气环境中使用的结构；处于水位升降部位的结构，露天结构或经常受雨、水淋的结构；有镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构，有外露钢筋、预埋件而无防护措施的结构；与含有酸、碱或硫酸盐等侵蚀介质相接触的结构；使用过程中经常处于环境温度为60℃以上的结构；使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构；薄壁结构，中级和重级工作制吊车梁、屋架、落锤或锻锤基础结构；电解车间和直接靠近直流电源的结构；直接靠近高压电源（发电站、变电所）的结构；预应力混凝土构。2100433B