海水混凝土的性能研究与应用

海水对混凝土的腐蚀原理

海水对混凝土的腐蚀主要是通过海水中的氯离子侵蚀混凝土所引起的。混凝土是一种复合材料，由水泥、砂、骨料和混凝土掺合物等组成。它的主要特点是具有很好的抗压能力和耐久性。然而，海水中的氯离子会与混凝土中的水泥中的水化产物-氢氧化钙（Ca(OH)2）反应生成可溶解的氯化钙（CaCl2）。溶解的氯化钙会渗透到混凝土内部，与混凝土中的水化产物反应，形成氯化物等产物，从而对混凝土产生腐蚀作用。

首先，混凝土中的水泥基质中的氢氧化钙与海水中的氯离子发生反应生成氯离子的溶液，这会导致混凝土的碱性降低。由于氯离子与氢氧化钙反应的溶液是可溶性的，它们会从混凝土表面渗透到混凝土内部。这样，混凝土内部的环境变得酸性，进一步加速了混凝土的腐蚀过程。

其次，混凝土的骨料中可能存在着含有铁元素的石英和云母等矿物质。当混凝土中的氯离子浓度达到一定程度时，它们会与含有铁元素的矿物质反应，形成可溶性的氯化铁（FeCl2），进一步加剧混凝土的腐蚀。

此外，海水中的潮汐和气候变化等也会对混凝土产生影响。海水的侵蚀作用会使混凝土表面产生蜂窝状的侵蚀坑，并且在混凝土表面形成一层盐结晶。这些盐结晶在干燥的气候条件下会膨胀，使混凝土出现开裂现象，加剧了混凝土的腐蚀。

此外，混凝土中可能存在的微裂缝也是海水腐蚀的易发点。微裂缝的存在使得海水可以更容易地渗透到混凝土内部，并加速混凝土中的氯离子腐蚀反应。另外，混凝土中的气孔和空隙也会使得海水更容易渗透，加速混凝土的腐蚀。

为了防止混凝土的腐蚀，可以采取以下措施。首先，选择适当的水泥和掺合料。水泥中包含的矿物质成分会影响混凝土的耐蚀性。因此，选用具有较高抗氯离子渗透性和抗氯离子腐蚀性能的水泥，可以有效降低混凝土的腐蚀。其次，适当控制混凝土的水胶比和氯离子含量，以减少混凝土表面的裂缝和孔隙，从而提高混凝土的耐久性。另外，使用防水剂和涂抹防腐涂层等方法，也可以有效减少混凝土的腐蚀。

海水混凝土抗渗规格

一、背景介绍

海水混凝土是指在海水环境下使用的混凝土，由于海水中含有氯离子等腐蚀性物质，因此海水混凝土对于抗渗性能的要求更加严格。本文将从混凝土材料、试验方法、试验结果等方面对海水混凝土抗渗规格进行详细说明。

二、混凝土材料

1.水泥

水泥应选用符合国家标准的P.O 42.5级水泥，其含量不得低于300kg/m3。

2.骨料

骨料应选用符合国家标准的天然石料或人造骨料，粒径应控制在5mm-25mm之间，砂率不得超过40%。

3.细集料

细集料应选用符合国家标准的天然砂或人造砂，细度模数不得超过3.2，含泥量不得超过2%。

4.水

水应选用符合国家标准的自来水或井水，PH值不得低于6.5，含盐量不得超过0.1%。

5.掺合料 掺合料应选用符合国家标准的矿物掺合料或化学掺合料，掺量不得超过20%。

三、试验方法

1.试验设备

试验设备应符合国家标准，包括压力室、压力泵、压力计、温度计、电子秤、混凝土试块模具等。

2.试验样品

试验样品应按照国家标准GB/T 50080-2016《混凝土配合比设计规范》要求进行制备，试块尺寸为100mm×100mm×100mm。

3.试验过程

(1)试样准备：按照配合比要求进行制备，养护28天。

(2)试验前处理：试块表面清理干净，去除松散物质，测定试块质量和尺寸。

(3)试验过程：将试块放入压力室中，加压至设计压力，并保持一定时间。

(4)试验结果：记录试验过程中的压力值、温度值等数据，并按照国家标准GB/T 50082-2016《混凝土抗渗性能试验方法》计算抗渗性能指标。

四、试验结果

1.渗透压强

海水混凝土的渗透压强应不大于0.5MPa。 2.渗透深度

海水混凝土的渗透深度应不大于50mm。

3.抗渗等级

海水混凝土的抗渗等级应不低于S12级。

五、结论

本文从混凝土材料、试验方法、试验结果等方面对海水混凝土抗渗规格进行了详细说明。在实际应用中，应根据具体情况调整配合比，以保证混凝土的抗渗性能符合要求。

２０１０年６月总第２１９期　高性能混凝土在沿海地区的运用　唐山市丰南区建设局肖茂臣　随着沿海地区经济建设的发展，人们对沿海和近海地区出现　的混凝土侵蚀现象越来越重视。因为服役钢筋混凝土结构在正常　使用荷载下．钢筋和混凝土协同工作，共同抵抗外荷载。但由于海　水对混凝土特有的侵蚀性，使得钢筋混凝土的使用寿命大大降低，　从而给沿海建设带来了巨大的经济损失。因此，研究海水对钢筋混　凝土侵蚀的机理。对混凝土施工实施有效的改进措施，有其重要的　现实意义。　●　一、海水对钢筋混凝土侵蚀的主要机理　从海水的化学成分分析，海水约含３５％ｏ的可溶盐，其中含量最　高的是ＮａＣ１（占总盐量的７７％～７９％），ＭｇＣ１２（占１０．５％－１０．９％）’　ＭｇＳＯ４ｆ占４．４％一４．８％），ＣａＳ０４（占３．４％一３．６％），碳酸氢盐和碳酸盐　不大于２．１％：氯化物总量较稳定，约占８８％～８９％，而硫酸盐为　１０．５％。　１．１海水对混凝土的侵蚀作用　海水中存在酸性物质，如：较多的ＭｇＳ０４、ＮａＳ０４等盐类，硫　酸盐的破坏是由于硫酸盐与水泥材料中的某些组成成份发生化学　反应．形成钙矾石、石膏等膨胀性产物引起混凝土膨胀、开裂、剥落　和解体。　海水中还存在许多碱性物质，如：Ｋ＋、Ｎａ＋等离子，为碱骨料反　应提供了反应的碱，在混凝土中主要是碱一硅酸反应，这一反应在　混凝土内部产生应力。引起膨胀使混凝土从内向外延伸开裂破坏。　１．２氯化物对钢筋混凝土中钢筋的侵蚀作用　海水中氯盐含量最高，而Ｃｌ一是钢筋最强烈的活化剂，Ｃｌ一侵　蚀使钢筋脱钝锈蚀，锈蚀产物在钢筋表面堆积，体积膨胀，在钢筋　周围的混凝土中产生附加的锈胀力，随着锈蚀产物不断增加，锈胀　力进一步发展。使钢筋周围的混凝土开裂，裂缝将沿着距离最近的　混凝土表面开展．钢筋和混凝土之间的协同工作性能受到破坏。　这一破坏导致构件３个方面结构性能下降：混凝土保护层成　片剥落导致有效截面积减小；钢筋截面积减小；钢筋与混凝土之间　粘结性能下降。最终导致构件承载能力显著降低，致使结构物的安　全度大打折扣。所以，氯离子侵蚀是海洋环境中钢筋混凝土结构最　危险的破坏因素。　１．３沿海环境的影响　由于不同水位的钢筋混凝土，所受海水的腐蚀程度不同，处于　浪溅区的钢筋混凝土侵蚀最为严重。在寒冷地区，由于冻融循环作　用．混凝土构件的破坏程度和速度要比普通混凝土构件冻融破坏　大好几倍．使钢筋与混凝土之间的粘结性能明显劣化，从而影响钢　筋混凝土构件的耐久性。　－　二、高性能混凝土配制　所谓高性能混凝土，就是考虑混凝土与使用环境相适应的耐　久性（低渗透性）、体积稳定性（低水泥用量与高掺量活性混合材及　适宜适量的高效减水剂）和良好的可施工性及经济性等全面的优　异性能。　２．１材料选择　首先应选择优质的原材料，集料的物理性能要好，不含有害物　质或使其含量在允许的范围内，集料级配要适宜。　总之．配制高性能混凝土而不是高强度混凝土，高强度混凝土　夏二】】　虽然带来许多优良特性，但其负面效应最突出的是混凝土收缩裂　缝几率增多．收缩裂缝主要包括干燥收缩、温度收缩、塑性收缩、化　学收缩和自收缩。这使得混凝土抗裂性能差。高性能混凝土保证结　构有足够的强度，并与钢筋具有良好的粘结，混凝土的密实性、抗　裂性、耐久性都较普通结构要求高。有效地减小氧、氯离子、硫酸根　离子等的渗进量和渗透速度。　２＿２混凝土制拌工艺的改进　为了拌制出高性能混凝土，确保混凝土的密实性，对传统混凝　土搅拌工艺实施改进．运用一种混凝土搅拌新工艺。即造壳砼。它　的主要特点是通过改进传统投料方式的不科学性，形成砂、石颗粒　周围水泥浆体的厚度和强度。即：造成一层水泥浆壳。该工艺可明　显改善混凝土内部的孔隙结构。增强骨料与基材界面最有效的粘　结．从而减少了初始裂缝。　造壳砼工艺流程为：中砂＋５Ｏ％水，搅拌３０ｓ（称作湿润阶段）　一投入水泥，搅拌５０ｓ（称作造壳阶段）一投入碎石，搅拌５０ｓ（称作　造壳阶段）一投人剩余５０％水，搅拌３０ｓ（称作糊化阶段）。　通过试验证明。同等级强度的混凝土中，造壳砼与常规方法搅　拌的混凝土相比。可很好地控制水灰比，并节约水泥用量，使混凝　土的强度提高５％，从而降低了成本，确保了工程质量。　三、高　３．１高性能混凝土的配料要严格按配合比重量计量，计量允许　偏差严于普通混凝土施工规范：水泥和掺合料±ｌ％，粗、细骨料±　２％。水和外加剂±１％。　３．２现场搅拌要准确控制水灰比，砂、石中的含水量应及时测　定．按测定值调整用水量和砂、石用量。混凝土坍落度在７０～９０ｍｍ　为宜，泵送混凝土坍落度大于２００ｍｍ。　３－３严格按配合比控制外加剂和掺合料的用量，如果控制不好　反而会对混凝土强度和抗渗性产生不良影响。使用外加剂时，一般　应先将复合外加剂配制成溶液，并预加入拌用水中，耍经常检查外　加剂溶液的浓度．并经常搅拌外加剂溶液，使溶液浓度均匀一致，　防止沉淀。掺合料应和水泥一起放人拌合，并适当延长拌合时间。　一般要求现场搅拌时间不得少于１６０Ｓ。　３．４在浇捣过程中要特别注意钢筋的位置，防止移位和倾斜，　发现偏差时及时纠正。要经常加强检查钢筋保护层厚度的准确性，　保护层宜用水泥砂浆垫块或塑料卡控制，不得用金属垫块，以防止　海水侵蚀造成破口而渗入。　四、结语　通过研究沿海地区环境状况，分析海水对钢筋混凝土结构侵　蚀的机理．针对混凝土施工。配制高性能混凝土，有效地提高了混　凝土自身抵抗海水侵蚀的能力，保证结构有足够的强度，并与钢筋　具有良好的粘结．混凝土的密实性、抗裂性、耐久性都较普通结构　要高。在京唐港２００万吨焦化项目和　码头建设施工中得到有效　的证实。　（责任编辑：刘旭华）

海洋环境下混凝土中氯离子渗透性能研究

摘 要：为了提高海洋环境下钢筋混凝土抵抗氯盐侵蚀的能力，以徐州淮海水泥厂325号水泥、铜山电厂粉煤灰等为原料配置了粉煤灰掺量分别为10%、20%和25%的混凝土，对其在氯化钠溶液中进行加速侵蚀试验。研究了氯盐在混凝土中的渗透规律以及粉煤灰掺量对混凝土中氯离子浓度的影响。试验结果表明混凝土中氯离子质量分数随着侵蚀时间的增加而增加；距离混凝土表面10mm以内的氯离子浓度要远远大于其它深度处的氯离子浓度，并且氯离子浓度从混凝土表面向内是逐渐递减的；在混凝土中掺入10%～25%的粉煤灰可以提高混凝土抵抗氯离子入侵的能力，并且粉煤灰掺量越大，抵抗能力越强。

关键词：氯盐；混凝土；粉煤灰；温度；湿度

中图分类号：tu 528 文献标识码：a 文章编号：1671-3362（2013）02-0108-02

引言

海水中含有大量的氯化物，几乎占海水总盐份的90%。这些氯离子可以从混凝土表面迁移到混凝土内部，当到达钢筋表面的氯离子积累到一定浓度（临界浓度）后，就会引发钢筋锈蚀，从而影响混凝土结构的正常使用，结构的使用寿命降低[1-3]。因此，混凝土中氯离子的渗透性能是混凝土结构耐久性的极为重要的研究内容[4，5]。

本章主要从这个角度出发，采用高浓度氯盐浸泡的试验方法，研究掺入粉煤灰后混凝土中氯离子扩散情况，得到不同掺量的粉煤灰对混凝土中氯离子扩散的影响；同时利用高温高湿箱来控制不同的温湿度对其影响。并通过理论分析建立了考虑混凝土环境温湿度、粉煤灰掺量、时间等因素在内的氯盐侵蚀模型。

1 试验过程

1.1 试验材料

水泥：采用标号为32.5#的普通硅酸盐水泥；细骨料：采用天然中砂；粗骨料：粒径5～20mm的碎石。粉煤灰采用的是徐州市铜山电厂的干排灰。其矿物组成有：晶体矿物有石英、莫来石、长石（少）以及其它。其它多数为非晶体。其化学成分如表1所示。

1.2 试验方法

本试验采用边长为100mm的混凝土立方体试块，在试件拆模后，放于标准养护室养护60天，然后将试件在600c温度下烘干48小时。经烘干后的试块，除留下一个侧面外，其余表面用石蜡予以密封。然后放于清水中浸泡7天。浸泡后的试块取出放置自然环境中2天，然后放入到10%的nacl 溶液的水池中进行氯离子浸泡渗透试验。在试验龄期第30天时，取出同一侵蚀条件下的两个试块分层取样测定其中的氯离子含量。钻取混凝土试件深度0～10mm、10～20mm、20～30mm、30～40mm、40～50mm范围的混凝土粉末。为了收集足够的试样，在同时取出的两个试块中分层取样，并将同一层范围的试样收集在一起备用，如图1所示。