硅烷表面防水处理对钢筋混凝土横向裂缝区氯离子侵蚀的影响

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发布时间：2022-02-21

资料介绍

钢筋昆凝土结构在荷载作用下，常常是带(横向)裂缝T作的。裂缝的出现使结构由完好进入损伤状态，势必成为腐蚀介质迅速
入侵的通道，大大影响了结构的耐久使用寿命。基于海洋环境条件，考虑结构往往持续承受外荷载的长期作用，开展了横向开裂钢筋混凝
土的试验研究。详细分析了不同裂缝宽度、不同配合比试件横向开裂区的氯离子侵蚀状态，并进一步研究了开裂区硅烷防水处理的效果。
研究表明，钢筋混凝土横向裂缝的存在对局部氯离子侵蚀有重要的影响，随裂缝宽度的增加裂缝区的氯离子含量有明显的增加；横向裂缝
区氯离子侵蚀的范围受混凝土质量的影响程度远远超过裂缝宽度的影响；采用硅烷表面防水处理，可以有效减缓混凝土的氯离子侵蚀速
度，降低裂缝区的局部氯离子含量，但由于渗入裂缝的防水剂有限，沿裂缝一定深度之后，防水效果逐渐减弱。
关键词：混凝土；横向裂缝；氯离子侵蚀；表面防水；长期荷载
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)02～0021—04
Study on chloride penetration into the cracked zone of reinforced concrete and effect of w ater repellent treatm ent
JIANGFu—xiang 一．L1RJ—rU2 ZHAOTie-jun ．FHWittmarm。
(1．Xi’anUniversityofArchtecture andTechnology，Xi’an，710055，China；2．School ofCivilEngineering，QingdaoTechnologicalUniversity
Qingdao 266033，China；3．AedificatInstituteFreiburg，AIF，Germ any)
Abstract： Concrete structures generally work under long term loads with limited transverse cracks，especially the reinforced concrete．The ap—
pearances of cracks make structures into dam age state．Then cracks will be the convenient channels for corrosive medium penetrating m ore quick—
ly．Experim ental studies on reinforced concrete with transverse crack are carried out with the long—term flexura l loading in marine environment
condition．Chloride penetrations in the transverse crack zone with different crack width and m ix proportions are analyzed．And the effect of water
repellent in crack zone is furthermore studied．Results show that the existing of transverse crack in reinforced concrete has important influence on
local chloride penetration in crack zone．The content ofchloride ions near the crack zone increases obviously with the crack width．In the transverse
crack zone，the effect of the concrete quality on the scope of chloride penetration is larger than that of crack width．After surface treated with
silane，chloride penetration is effectively reduced and local chlorine ion content is hereby reduced in crack zone．However，after a certain depth a—
long the crack，waterproofaffect gradually decreases caused by the limiting ot’silane penetration．
Keyw ords： concrete；transverse crack；chloridepenetration；waterrepellent；longterm flexuralload
(】引言
由于混凝土材料的抗拉性能较差，其极限拉伸变形很小，
故在正常使用状态下，很容易在混凝土结构的受拉区出现横向
裂缝。Krauss和 Rogalla在 1996年对美国和加拿大 200 000多
座新建桥梁的调查中发现，有半数以上桥梁的桥面板在修建后
不久即出现横向裂缝 _】1。裂缝的出现使混凝土由完好进入损伤
状态，在不利的环境条件下，就成为水体或其他腐蚀性介质 (如
CO ，O ，CI等 )侵入混凝土内部的主要通道，从而加快腐蚀介质
到达钢筋表面的速度，显著影响着混凝土的抗渗性f2_，进而加速
钢筋锈蚀和混凝土劣化破坏的进程。尤其在长期荷载作用下，
横向裂缝持续处于张开状态，更增加了腐蚀介质侵蚀的危险。
关于横向开裂混凝土的耐久性问题，国内外已开展了较多
的研究。在开裂区氯离子侵蚀方面，Rodriguez和 Hooton{31曾通过
试验证明了当裂缝宽度大于 0．1 1Tim 时，当裂缝表面与液体接触，
水或盐水就会填充到裂缝内部，裂缝表面就成为新的吸收面，所以，
氯离子沿裂缝方向与垂直裂缝方向的侵蚀状态接近。张鹏等人 ]
通过中子成像技术直观地研究了这一过程。Win[61、M．IsmailfT~等
人的研究也得 m类似的结沦。横向裂缝宽度对混凝土构件钢筋
腐蚀的影响则没有统一的观点 -01。而对已开裂的混凝土结构，
如果采取适当的补救措施，应当可以延缓其损伤劣化的进程。
本研究针对钢筋混凝土结构中不可避免的开裂问题，通过
氯盐腐蚀试验，对长期承受三点弯曲荷载而产生横向开裂的钢
筋混凝土试件进行了研究。分析了各种因素影响下，开裂区的氯
离子侵蚀情况。并采用凝胶型硅烷防水剂对开裂试件的表面进
行处理，探讨了表面防水处理对氯离子侵蚀的隔离效果。