一、混凝土耐久試驗箱介紹：

混凝土結構耐久性是一個長期過程，混凝土結構在自然環境和使用環境下（包括日曬雨淋、高溫高濕等），隨著時間的推移，材料逐漸老化和結構性能劣化，出現損傷甚至損壞，導致其安全性和使用性出現問題L1]。海工結構混凝土的破壞常常是由化學侵蝕或化學、物理和機械荷載的共同作用引起的。海洋工程和濱海工程的混凝土結構長期處于海水和潮濕空氣中，海水中含有大量的氯鹽，鎂鹽和硫酸鹽，可與混凝土中的水泥水化產物Ca（0H）。作用后生成CaC1。、CaSO 等溶于水的物質，NaC1又提高其溶解度，從而增大了混凝土的孑L隙率，削弱了材料的內部結構強度，使混凝土遭受腐蝕_2]。氯離子引起的鋼筋銹蝕導致海工結構混凝土破壞是zui主要原因，也zui為常見。抗氯離子滲透性實驗是評價海工混凝土耐久性的一種有效方法和指標。海工混凝土的耐久性研究及其評估是當今研究的熱點課題。然而，當前研究混凝土的耐久性和壽命預測大多數是荷載和單一鹽溶液的簡單復合作用下混凝土的損傷得到的，其中未考慮結構混凝土實際所處環境、氣候和海水中多種離子的共同作用等影響，不能客觀地反映實際結構混凝土的耐久性和服役壽命E¨]。
文章利用墻體耐候性熱雨試驗系統，將混凝土試塊均勻地堆成柱狀，進行升溫至70℃—— 海水噴淋—— 靜置循環，研究其對混凝土性能的影響，并選取鋼筋阻銹劑、粉煤灰、滲透結晶材料對比研究其對混凝土耐久性的影響。
二、試驗內容介紹：
1、原材料與混凝土配比
水泥：龍麟P．O 42．5，龍巖水泥廠生產；砂：河砂，細砂，細度模數1．9；碎石：5～25 mm；減水劑：禾泰HT一120萘系減水劑，減水率25％左右；水：自來水；鋼筋： 6 mm線材，截斷至100 mm左右長使用，廈門眾達鋼鐵有限公司生產，使用前打磨光亮；阻銹劑：市售水劑，中國建筑科學研究院生產的MS一601；粉煤灰：二級，廈門電廠生產；滲透結晶涂料：廈門冶建科技有限公司生產，JS滲透結晶防水涂料。采用C3o、C5o兩個強度等級，分別不摻、 表1 混凝土配比表 kg／m。摻加鋼筋阻銹劑（2 ）、粉煤灰（1．2倍取代水泥15 ）、滲透結晶材料（2 ），（減水劑2 9／6）共8種配比分別進行試驗，基礎配比如表1所示。
2、試驗方法
熱雨試驗所用儀器為墻體耐候性熱雨試驗系統，參數設置為：8 h為1個循環，其中升溫至70℃后保溫
3 h，噴室溫海水1 h，靜停降至室溫4 h。儀器設置24個噴頭，可連續噴灑室溫新鮮清潔海水，每個噴頭可覆蓋直徑2 m 以上，保證每個試塊都能被噴淋到。
混凝土電通量測試方法：參照國標GB／T50082-2009（普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》進行。所用儀器為上海璟瑞儀器設備有限公司生產的混凝土電通量測試儀。混凝土擴散系數測試方法：RCM法，參照國標GB／T50082-2009{普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》進行。鋼筋混凝土內鋼筋腐蝕電位測試方法：鋼筋混凝土所用混凝土配比同上，鋼筋插入距混凝土兩個邊緣20 mm左右處，至規定齡期時，用沖擊鉆鑿使鋼筋尾端外露20～30 mm，測試所用儀器為進口CANIN+型鋼筋銹蝕檢測儀。
三、試驗過程
1、素混凝土抗壓強度對比
混凝土成型后養護28 d測試立方體抗壓強度，28 d后放人熱雨試驗箱中90個循環后測試抗壓強度，得到試驗結果如圖1所示。由圖1可以看出，摻加阻銹劑和粉煤灰的混凝土28 d抗壓強度有不同程度下降，摻加滲透結晶材料的混凝土試塊28 d抗壓強度較空白試塊變化不大，其中摻加粉煤灰的試塊強度下降明顯，C30級下降達16 ，C50級下降13 9／6，試驗采用粉煤灰1．2超量取代15 水泥，混凝土強度下降幅度與水泥取代率相近；熱雨試驗后混凝土試塊強度有不同幅度增長，其中摻加阻銹劑的混凝土試塊抗壓強度仍然稍低，較未摻試塊降低10 左右，摻加粉煤灰的混凝土試塊強度增長突出，熱雨試驗后C30級摻粉煤灰試塊抗壓強度與空白試塊持平，C50甚至高于未摻試塊，原因是熱雨類似于蒸壓養護，對粉煤灰活性激發*，摻滲透結晶材料的混凝土試塊強度仍與空白試塊相當。說明摻加阻銹劑對混凝土強度不利，粉煤灰1．2超量取代水泥對28d強度下降幅度與水泥取代率相近，熱雨條件能有效激發粉煤灰活性，亦利于水泥強度發揮，滲透結晶材料的滲透結晶作用對混凝土強度影響不大。
2、素混凝土滲透性能變化
a、擴散系數比較
混凝土成型后養護至28 d測試各種混凝土RCM法擴散系數，28 d后放入熱雨試驗箱中90個循環后測系數相差不大，表明強度等級較高者抗氯離子滲透能力較強；熱雨試驗后，混凝土試塊擴散系數相對有所升高，只有C5F和C5S試塊（即C50級摻加粉煤灰和滲透結晶材料的試塊）擴散系數相對28 d齡期試塊低，其中C30級試塊升高明顯，摻阻銹劑的試塊擴散系數較大，基本滿足抗壓強度較低者，擴散系數相對較大的規律，說明混凝土密實程度越高，擴散系數越小，即抵抗氯離子滲透能力越強。造成熱雨試驗后擴散系數較28 d齡期試塊大的原因應該是熱雨試驗使用的是海水，試塊經熱雨試驗循環后氯離子有所滲入，導致劈開測量氯離子滲透深度時較實際大，故計算得到的擴散系數值提高，氯子的滲入深度與混凝土的密實性相關，試塊越密實，強度越高，氯離子滲入越少，測得擴散系數越小。熱雨試驗造成干濕循環可能會加速氯離子的滲入。
b、電通量比較
混凝土成型時將鋼筋埋人位置，養護至28 d測試各種混凝土的電通量，28 d后放入熱雨試驗箱中經9O個循環后測試電通量，試驗結果如圖3所示。由圖3可以看出，28 d齡期C30級混凝土試塊的電通量明顯大于C50的，同等級混凝土試塊電通量相差較大，表明混凝土強度低的，滲透性較好，抗氯離子滲透能力較差，與抗壓強度規律吻合較好；熱雨試驗后，混凝土試塊電通量降低，其中C50級試塊降低明顯，特別是C5F和C5S試樣電通量較低，抗壓強度較低者，電通量相對較高。表明電通量大小與混凝土密實性相關良好。混凝土擴散系數和電通量試驗結果表明：混凝土強度越高，滲透性越低，抗滲性越好，在相同環境下，混凝土的密實程度與其擴散系數和電通量等滲透性能是相關的。阻銹劑的摻人使混凝土的滲透性能提高，抗滲性下降，對混凝土不利；粉煤灰的摻入和活性發揮能降低混凝土的滲透性，提高抗滲性；滲透結晶材料的摻入對強度影響不大，但能降低混凝土的滲透性，提高抗滲性。熱雨試驗后，測得擴散系數較28 d齡期增大，電通量降低，電通量更能真實反映混凝土滲透性能。因為擴散系數測試值主要由劈開氯離子擴散深度決定，氯離子的滲入對結果影響較大，而電通量測試的是氯離子等在混凝土中遷移產生的電量大小，滲入氯離子須在其中發生遷移才對結果產生影響，故更能反映混凝土滲透性能。
c、各混凝土的鋼筋腐蝕電位分析
混凝土成型后養護28 d鑿開使鋼筋部分裸露，測試各混凝土內鋼筋腐蝕電位，觀察腐蝕情況，28 d后放人熱雨試驗箱中經9O個循環后測試混凝土內鋼筋腐蝕電位，觀察腐蝕情況，試驗結果如圖4所示。由圖4可以看出，28 d齡期C30級混凝土內鋼筋腐蝕電位稍高于C50的，摻阻銹劑試塊鋼筋電位較低，基本與各試塊強度規律相符，鋼筋電位在一1O0～一150 mV水平，觀察鋼筋表面呈褐紅色（鈍化膜），無明顯銹蝕；熱雨試驗后，鋼筋腐蝕電位明顯升高，C30級混凝土升高更加明顯，其電位升至一200 mV左右，觀察其鋼筋表面呈褐紅色，但有少許點蝕，表明有氯離子滲透進入距混凝土表面2 cm范圍內，到達鋼筋表面；C50級混凝土內鋼筋腐蝕電位相對較低，特別是摻加粉煤灰的試塊和涂抹滲透結晶材料的試塊腐蝕電位較低，其中鋼筋未見銹蝕。說明混凝土強度較高者，密實度較高，其中鋼筋較難銹蝕；熱雨條件下，摻加阻銹劑可降低混凝土內鋼筋電位，即有防銹效果，摻加粉煤灰和滲透結晶材料對鋼筋電位降低有利，對結構混凝土耐久更有利。

四、結果與討論
1、熱雨試驗能較好反映各混凝土的耐久性能，總體來說，高等級混凝土耐久性好于低等級混凝土；電通量測試更能客觀反應混凝土的滲透性能。
2、阻銹劑的摻人降低混凝土內鋼筋的腐蝕電位，但降低混凝土的強度，降低抗滲性；粉煤灰的替代摻人降低了混凝土早中期強度，但可明顯提高后期強度，提高抗滲性，降低鋼筋腐蝕電位；滲透結晶材料對混凝土強度影響不大，但提高密實性，提高抗滲性，降低鋼筋腐蝕電位。總體看來摻人滲透結晶材料對結構混凝土耐久性zui為有利。
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