复杂环境下氯离子在超高性能混凝土（UHPC）中的传输性能研究.docx

1、复杂环境下氯离子在超高性能混凝土(UHPC)中的传输性能研究摘要：模拟海洋环境的特点，测定各腐蚀环境中氯离子在UHPC中的渗透(扩散)深度和UHPC不同深度处自由氯离子浓度；对各腐蚀环境中混凝土试件做XRD生成产物分析、扫描电镜分析和液氮法孔结构分析，以确定碳化和氯化钠溶液干湿循环对UHPC抗氯离子渗透(扩散)性能的影响。结合测定数据和微观分析，从微观碳化反应、孔结构变化和水分向UHPC内部迁移的物理扩散、毛细管吸收作用等方面对各腐蚀环境下氯离子在UHPC中的传输机理进行分析。实验研究显示：干湿循环作用下UHPC中氯离子浓度最高，表明干湿循环加快了氯离子的侵蚀；碳化和氯离子侵蚀耦合作用下UHP

2、C中自由氯离子浓度次之,氯化钠溶液持续浸泡下UHPC中自由氯离子浓度最低，表明碳化作用密实了UHPC的孔结构，减缓了氯离子在RPC中的传输。O引言20世纪末诞生的高性能混凝土可以有很高的抗压强度,很大程度上解决了普通混凝土结构存在的自重大、比强度低的缺点。安明吉吉，杨新红等通过NEL法测得RPC和HPC的扩散系数、渗透性等级划分和评价结果，RPC和HPC的氯离子扩散系数分别为22.71014m2s和154441014m2s,可知,RPC的抗渗能力远高于HPCo宋少明，未翠霞通过NEL-PD法测RPC和C60混凝土的扩散系数分别为0.405乂10-8cm2s和2.556xl()-8cm2s,可见

3、RPC的氯离子扩散系数远低于C60普通混凝土,RPC能够很好的保护钢筋不发生锈蚀，通过对RPCFRPC和C80混凝土使用NEL-PD法测得氯离子扩散系数分别为0.405x10-8Cm2/s、O.5O8xlO-8Cm2/s和1.08x10-8Cm2/s。RPC与FRPC的氯离子扩散系数相当，均比普通高强混凝土低一倍以上，可见，活性粉末混凝土具有优异的抗氯离子传输性能。LiuJUan-hong等采用氯离子渗透性电测仪测定5组活性粉末混凝土试件的氯离子扩散系数，其最大值为9.531013m2s,比普通混凝土高出一个数量级。N.Roux等使用加速渗透的方法测得RPC的氯离子扩散系数为0.02xl()

4、8cm2soChiSuanPoond等用电量法研究表明粉煤灰的掺入增加了粉煤灰混凝土的抗氯离子扩散性能。MichaelD.A.ThomaS等通过现场暴露实验，研究表明，在短期条件下，粉煤灰和矿粉的掺入能够大大增强结构的抗氯离子扩散没有明显影响，但随着时间的持续，两者的掺入使结构抗氯离子渗透的能力显著增强。叶青等利用抗氯离子渗透性能实验方法测试了RPC的氯离子迁移量，表明活性粉末混凝土的氯离子迁移量约为HSC的l20o李忠，黄立东实验研究表明钢纤维分散了RPC毛细管收缩应力，防止局部应力集中，抑制了RPC的收缩，从而减少裂缝的产生，并且钢纤维RPC的抗渗性能良好，具有极佳的耐久性。纪玉岩对RP

5、C试件进行了电通量实验，表明各种配比试件的电通量都不足30库仑，而普通混凝土的电通量值在1000左右。由于其高密实性带来的优异的耐久性，工程应用也越来越广泛。但是随着工程应用的不断出现，在实际工程中由于耐久性出现的问题却层出不穷。本文针对海洋氯盐环境对RPC的耐久性进行了相关研究，以期在RPC耐久性方面做出贡献。1原材料水泥：实验用水泥为福建炼石牌水泥有限公司生产的R0425普通混凝土硅酸盐水泥，其主要物理性能见表1。表1水泥的主要物理性能指标比表面积M2Kg烧失量LOI(%)凝结时间(min)抗折强度(MPa)抗压强度(MPa)初凝终凝3d28d3d28d3611.071251855.78.

6、527.545硅灰：西宁铁合金厂生产的硅灰，SiCh含量90%,粒径为0.10.2Um,平均粒径.跖为0.162Unb表观密度夕M为2293kgm3o石英砂：石英砂由安徽晶优砂石销售有限公司生产，其物理及化学指标如表2所示。表2石英砂化学及物理指标规格化学成分目数粒径UmSiO2Fe2O328-90目600-16099.50.02石英粉：石英粉是安徽晶优砂石销售有限公司生产的325目以上的石英粉，粒径分布为50Um,其中Sio2含量达到了99.5%以上。减水剂：福州创先工程材料有限公司CX-8聚孩酸减水剂，减水率25%。钢纤维：江西赣州大业钢丝厂制的表面镀铜光面平直钢纤维，直径约0.150.2

7、mm,长度13mm,长径比为6586.7。2试件制备2.1 活性粉末混凝土的配合比根据RPC的基本配置原理，通过提高组分的细度与活性，使材料的内部缺陷（孔隙与微裂缝）减少到最小极限，以适宜的水化硬化条件达到理想的密实度，从而改善微观结构，并优选钢纤维长径比及掺量，改善活性粉末混凝土的脆性，具体配合比如表3。表3常规RPC配合比（单位：g）水水泥硅灰石英砂石英粉减水剂钢纤维205.3877.6263.11026.7324.721.91562.2 搅拌1）将水泥、石英砂、石英粉和硅灰按照配合比称量，倒入搅拌机内，干拌3min；加入溶有减水剂的一半水，搅拌2min,在搅拌的过程中边搅拌边均匀的撒入钢

8、纤维。2）最后加入溶有减水剂的另一半水，搅拌2-3min。2.3 成型与养护将RPC拌合物浇注100mm100mm100mm模具中，在振动台上振动4mi11o直至表面出浆后停止，然后用抹刀削去多余的混凝土并待一小时后将其表面抹平。试件制备完成标准养护24h后拆模，拆模后转入蒸压釜中进行蒸压养护，蒸压养护转入标准养护室与采用标准养护的试件进行同条件养护至规定龄期。蒸压养护制度为，抽真空0.5h,升温升压Ih,恒温恒压6h,降压2h,恒温温度为190200C,恒压压力为1.2MPa。3实验方法氯化钠溶液持续浸泡实验采用100mm100mm100mm的RPC试件，将RPC试件使用石蜡密封5面，保留一

9、个侧面作为氯离子一维侵入面，配制3.5%浓度的氯化钠溶液并将RPC试件放入溶液中淹没浸泡。氯化钠溶液浸泡干湿循环实验采用100mm100mm100mm的RPC试件,将RPC试件使用石蜡密封5面,保留一个侧面作为氯离子一维侵入面,配制3.5%浓度的NaCl溶液并将RPC试块放入溶液淹没浸泡。浸泡7d（干湿循环中的湿润部分）；取出全部试块并放置38。C烘箱中烘干2d,然后晾晒5d（干湿循环中的干燥部分）。碳化和氯化钠溶液浸泡耦合实验采用100mm100mm100mm的RPC试件，将RPC试件使用石蜡密封5面，保留一个侧面作为CO2和氯离子一维侵入面，配制3.5%浓度的NaCl溶液并将RPC试块放入

10、溶液淹没浸泡。浸泡7d（干湿循环中的湿润部分）；取出全部试块并放置38。C烘箱中烘干2d,取出放入碳化箱中，20%浓度的CCh浓度碳化3d,然后晾晒2d（干湿循环中的干燥部分）。每7d更换一次氯化钠溶液，每14d取出3个试块，利用混凝土磨粉机，每1mm深度磨粉并收集粉末，利用莫尔法W检测每层RPC粉末中自由氯离子含量。4宏观实验及结果分析图IRPe中自由氯离子传输深度和不同深度处自由氯离子浓度()Uo-pooJOUoAEu。Uoo图2自由氯离子传输深度和不同深度处的自由氯离子浓度浓度图3碳化和氯化钠溶液浸泡耦合作用下自由氯离子传输深度和各深处自由氯离子浓度从图1可以看出：RPC在3.5%浓度氯

11、化钠溶液持续浸泡182d时间中，传输深度非常浅，仅仅在5mm以内。A曲线中，14d至112dRPC0lmm磨粉测得自由氯离子含量分别为0.249%、0.408%0.544%、0.662%、0.805%、0.912%0.992%、1.057%o自由氯离子浓度随时间的平均增长率约为10.9%,而14d到28dRPC0lmm深度的自由氯离子浓度增加率为20.2%,要显著高于整个实验时间内自由氯离子浓度的平均增长率，但98d到112dRPC0lmm自由氯离子浓度增长率仅为6.1%,与平均增长率相差3.9%。图中A曲线的上升率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

12、中自由氯离子浓度随着时间的推移，传输速度在逐渐减小。B、C、D曲线中RPC自由氯离子浓度平均增长率分别为10.7%、10.6%、6.5%,表明随着时间推移，传输深度的不断增加，氯离子在RPC中的传输渐渐变缓，且可以看出自由氯离子浓度随渗透深度的增加也在逐渐增大，表明氯离子传输速度衰减加速。随着氯离子传输深度的持续进行，氯离子在RPC中传输越加困难。从图2曲线中可以看出：在氯化钠溶液干湿循环实验中，氯离子传输深度停留在6mm以内。曲线A为氯化钠溶液干湿循环实验中，RPC试件0lmm磨粉所测自由氯离子浓度时间变化曲线，从14d开始到112d结束，14d一个龄期，每个龄期自由氯离子浓度分别为0.27

13、9%、0.588%、0.856%、1.079%1.257%、1.423%、1.572%、1.691%oRPC中0lmm自由氯离子浓度随时间增长率平均为11.9%o14d至28d的平均增长率高达52.6%,远远高于自由氯离子浓度平均增长率，说明实验初期氯离子传输速度很快。而98d至112d的增长率仅为7.4%,即曲线斜率随RPC浸泡时间增加而减小，RPC0lmm处的自由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不同深度自由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%、9

14、8%、1.3%o从各曲线的增长率可以看出，在氯化钠溶液干湿循环实验中，12mm、23mm自由氯离子浓度的增长率比0lmm处增长率要高，随后基本比0lmm处的低，可能是干湿循环引起的氯离子溶液对流导致浓度增长率的变化。例如112(1和98(1时，图中A曲线到E曲线的自由氯离子差值也逐渐扩大,即随氯离子渗透深度的增加，自由氯离子浓度增长减速，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的时候传输到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

15、需时间越长，即相同浸泡龄期内，氯离子传输深度越小，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。从图3可以看出：碳化和氯化钠溶液浸泡耦合作用下，RPC中自由氯离子浓度在不断增加。A曲线表示RPCO-Imm深度磨粉所测自由氯离子含量随时间的变化曲线，从14d至112d各个龄期RPC中自由氯离子浓度分别为0.268%、0.549%、0.806%、1.009%1.166%1.332%1.182%、1.593%oRPCOlmm深度自由氯离子浓度的平均增长率为11.9%.14d至28d自由氯离子浓度增长率却高达51.2%,远高于平均增长率，说明在耦合侵蚀实验初期，氯离子在RPC表层的

16、传输速度最高，越往RPC试件深处氯离子的传输速度逐渐下降。98d至112d增长率却仅为7.0%,可知，随着RPC浸泡龄期的增长，自由氯离子浓度的增长率逐步下降，但是自由氯离子浓度仍然在持续上升。但是RPC中自由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，氯离子传输随时间和深度的推移越加困难。例如112d,98d0t,A曲线到E曲线的自由氯离子差值也逐渐扩大，即随氯离子渗透深度的增加，自由氯离子浓度增长减速，表明氯离子向RPC内部传输速度衰减随着传输时间和深度的增加而逐渐增大，也说明氯离子向RPC深度传输很困难。从AF曲线同样可以看出，氯离子在28d的时候传输到

17、23mm,56d的时候才到达34mm处且浓度非常小，且越深处，传输相同深度所需时间越长，即相同时间氯离子传输距离越小，说明自由氯离子浓度随着氯离子在RPC内部传输距离或者浸泡龄期的增加自由氯离子传输速度增长率不断减小。5微观实验及结果分析5.1XRD实验结果对比分析A-SiO2Ca(OH)2B-C-S-HT-C3SC2SCaCO3图4未腐蚀RPCXRD粉末衍射结果A-SiO2Ca(OH)2B-C-S-HT-C3SC2SCaCO3图5碳化(56d)后RPC的XRD粉末衍射结果JI-.办fy1A卜JtLkKlt.h.Mh204060801OOA-SiO2Ca(OH)2B-C-S-HT-C3SC2S

18、CaCO3图6碳化和氯化钠溶液浸泡耦合(140d)作用后RPe的XRD粉末衍射结果从图4中可以看出，经过蒸压养护后的RPC未腐蚀的生成产物中的物相SiO2、TobermoriteC-S-Ho作为主要存在的SiO2,其衍射峰最高的。其中也有CaCO3晶体的存在，但是在水泥颗粒水化反应和水化水泥浆的二次反应后，CaCo3晶体的衍射峰依然很低。虽然经过了二次水化反应，但其水化产物中依然还有Ca(OH)2晶体的存在，说明即使经过二次水化反应，依然还有Ca(OH)2晶体没有被耗尽。依然有C-S-H凝胶存在，虽然衍射峰不高，但是衍射峰很多。从图5中的XRD衍射峰可以看出，碳化后SiO2的衍射峰不会因为碳化

19、的影响而发生变化，其衍射峰依然最高。其中CaCO3晶体的衍射峰有明显上升，Ca(OH)2晶体的衍射峰有所下降，原因可能是RPC在碳化作用下，Ca(OH)2晶体发生碳化作用生成CaCO3晶体。而C-S-H的衍射峰相对未腐蚀RPC试件中有些许降低，可能与碳化反应耗尽RPC中的Ca(OH)2时，部分S-C-H晶体将与CCh发生碳化反应生成了3CaCO32SiO23H2O晶体有关。从图6中RPC的实验后物相衍射峰可以看出，在RPC经过碳化和氯化钠溶液浸泡耦合作用后，SiCh的衍射峰在耦合作用下变化不明显，然而Ca(OH)2衍射峰有所降低，CaCO3衍射峰有所上升，但是衍射峰的变化并不是很大。主要是因为

20、RPC经过高温蒸养，水泥水化反应充分，且硅灰在高温蒸养中发生了二次反应，RPC中的Ca(OH)2的含量本来很低。其含量在碳化之后的变化相对较小。和RPC的纯碳化作用之后的含量差别也不大，说明耦合作用对碳化没有特别明显的促进作用，而C-S-H的含量相比与未腐蚀RPC中有些许减少，主要原因可能是，由于碳化反应消耗尽Ca(OH)2晶体后，部分S-C-H晶体与Co2发生碳化反应生成了3CaCO32SiO23H2O晶体。5.2 RPC试件ESEM实验结果分析（八）2000(b)5000图7RPC未腐蚀RPC试件水化产物图（八）5000(b)2000图8碳化58dRPC表面生成产物图（八）RPC碳酸钙产物

21、b)RPC拖驳莫来石和C-S-H晶体图9碳化和氯化钠溶液浸泡耦合实验(140d)时RPe形貌与生成产物图从图7（八）、(b)可知，RPC水化产物主要是大小为1-2m的薄片状托勃莫来石晶体，原因在于RPC使用高温蒸压，加快了水泥的水化进程以及促进了硅灰与石英粉参与二次水化,进而生成数量极多的薄片状托勃莫来石晶体。其次,图中还可看出C-S-H产物的存在。另外，在图8（八）、(b)中几乎很难找到六方片状的Ca(OH)2晶体存在，说明RPC经过高温蒸压养护后，RPC的二次水化已经比较充分，致使水泥水化产生的Ca(OH)2大部分被消耗掉，所以在产物中几乎找不到有Ca(OH)2的存在。图8（八）、(b)

22、为经过碳化58d后的RPC试样电镜图，RPC的水化产物包括薄片状托勃莫来石晶体、蠕虫状C-S-H凝胶和六方片状的Ca(OH)2晶体。其中C-S-H和Ca(OH)2都能和CO2发生碳化反应，在碳化的整个过程中，Ca(OH)2碳化生成六面体的CaCo3晶体，待Ca(OH)2消耗完了以后，如果CCh仍有富余，水化硅酸钙才会继续发生碳化反应生成3CaCO32SiO23H2O;从图中很难发现托勃莫来石晶体和蠕虫状C-S-H凝胶，原因可能是在碳化的过程中，碳化产物覆盖试件表面，难以发现他们的存在。经过碳化后的生成产物形貌在图中可以清晰看到。但却很难找到Ca(OH)2晶体存在，因为RPC水化生成的Ca(OH

23、)2晶体在经过碳化后发生碳化反应生成了六面体的CaCo3晶体。虽然经过高温蒸养的RPC,其中水泥的水化进程得以加快，而且硅灰与石英粉参与的二次水化得到促进，生成数量极多的大小为1-2m的薄片状托勃莫来石晶体。但是，由于表面发生了碳化反应，消耗了Ca(OH)2晶体和C-S-H凝胶生成了大体积的CaCO3晶体和3CaCO32SiO23H2O,可能将原有水化产物托勃莫来石覆盖，所以碳化之后的ESEM图中很难看到托勃莫来石晶体。图中可以看出，经过碳化后的RPC试件，表面不再如未腐蚀RPC试件那么致密规则，因为碳化的发生，破坏了原来的晶体结构，使得RPC试件微观体积发生化学膨胀。至少从表面晶体和微观结构

24、可以推测，RPC经过碳化之后，内部原来残存的孔隙会因为碳化反应而减小，RPC内部会因为碳化体积膨胀的原因变得更加致密。从图9（八）可以看出，骨料与基体间的界面非常明显且非常的致密，石英砂与基体间的界面上并没有微裂缝形成，基体密实并与嵌固在基体中的骨料颗粒组成了RPC的密实结构，石英砂颗粒被紧紧的包裹在基体中。石英砂与周围的水化产物一起形成反应性的界面，骨料被基体水化产物紧密包裹。微观现象和RPC原样中的微观结构并没有太大差别，说明碳化和氯化钠溶液干湿循环耦合作用并没有改变RPC试件的微观致密结构。图（八）中可以在石英砂骨料交接面上明显看到CaCO3晶体的存在。从图(b)可知，RPC经过碳化和氯

25、化钠溶液干湿循环实验后，水化产物中依然发现大量的薄片状托勃莫来石晶。图中不难看出还有蠕虫状的C-S-H晶体。RPC的整个基体结构较为密实，在基体上基本找不到Ca(OH)2存在，C-S-H凝胶连成块状并形成整体，在基体上以及基体和水化产物的连接界面都没有明显的裂纹存在。5.3 孔结构实验结果表4、表5分别为配合比蒸压养护RPe未腐蚀RPC、纯碳化作用下、氯化钠溶液持续浸泡作用下、氯化钠干湿循环作用下以及碳化和氯化钠溶液浸泡耦合作用下的不同孔径范围孔隙体积分布，不同孔径范围总孔体积。蒸压养护未腐蚀RPC试件、纯碳化作用、氯化钠溶液持续浸泡作用、氯化钠溶液干湿循环作用以及碳化和氯化钠溶液浸泡耦合作用

26、下的孔径分布均主要集中Ionm以下，其最小孔径分别为2nm、2.2nm。再结合表4可得两者的平均孔径分别为8.67nm、8.70nm7.32nm、7.35nm,四种实验条件下RPC的平均孔径相差很小，没有经过处理的RPC试件和氯化钠溶液浸泡作用后的RPC的平均孔径稍大于经过碳化作用后的RPC平均孔径。但经过碳化和没经过碳化的RPC的平均孔径虽然有差别，但碳化和没碳化的平均孔径也只相差约15.54%；此外，从表5可知四种实验条件下RPC的累积孔体积分别为0.001619mL/g、0.001621mL/g、0.001453mLg0.001501mLg,经过碳化的两个样品之间和没经过碳化的两个样品之

27、间累计孔体积基本没差别，碳化和没碳化的RPC累积孔体积相差仅仅约10.06%；从表4与5中均可以看出，未腐蚀RPC试件、经过碳化、氯化钠溶液持续浸泡、氯化钠溶液干湿循环以及碳化和氯化钠溶液浸泡耦合作用后的RPC中存在的孔主要还是以无害孔为主、少害孔及有害孔为辅，存在的多害孔可以忽略不计；虽然少害孔与有害孔还占有一定的比重，也相对较多，但这主要是因为少害孔的孔径较大，所以其所显示出的孔体积比较大，在总孔体积中所占的比值也就相对较多，实际上其孔数量是不多的，所以在四种实验条件下RPC的孔还是以无害孔为主。从表4、表5的详细分析可知，无论是对RPC进行碳化、氯化钠溶液持续浸泡还是对RPC进行氯化钠溶

28、液干湿循环、碳化和氯化钠溶液浸泡耦合实验，对其孔结构不会产生大的影响。四种实验条件下RPC的孔隙孔径均集中在在2.0nm左右，平均孔径分布为8.67nm、8.70nm7.32nm7.35nm,也是较为接近的但也仍然有所差异。从第三章以及上述的ESEM、XRD实验可知，在蒸压养护制度下，对RPC的微观结构及微观水化产物的影响不大，两者的微观结构相似，所以体现在孔结构上，反映出两者的孔结构也不会有明显的差异。表4不同实验条件下蒸压养护RPC不同孔径范围孔隙体积分布实验条件平均孔径-(Ilm)孔径分布()无害孔(200nm)未腐蚀8.6761.8217.3014.436.45NaCl溶液持续浸泡8.

29、7061.7416.8314.936.50纯碳化56d7.3259.8618.4015.536.21碳化和CI-耦合7.3559.9118.4515.496.15表5不同实验条件下蒸压养护RPC不同孔径范围总孔体积(mLg)实验条件累积孔体积(mLg)孔体积分布无害孔(20Onm)50nm)200nm)未腐蚀NaCl溶液持0.0016190.0009850.0002800.0002340.000120续浸泡0.0016210.0009760.0002990.0002500.000117纯碳化56d碳化和NaCl0.0014530.0010640.0003240.0002730.0000984溶

30、液浸泡耦0.0015010.0010520.0003330.002750.0000991合6传输机理分析在氯化钠溶液持续浸泡前，RPC经过高温蒸压养护，其内部水泥、硅灰等在高压蒸养过程中水化反应相当充分。由于RPC本身为0.18左右的水灰比，水分在水化过程中得到充分利用，水化过程中，RPC孔隙中残留未水化的水分非常少，使RPC内部湿度相对很小。在RPC浸入氯化钠溶液中，由于其孔隙的存在，导致毛细孔隙负压力(湿度差别)的产生，富含氯离子的水分会因毛细吸收的原因进入RPC表层的孔隙中，即最初的毛细吸收作用，但是由于RPC孔隙体积小，导致这种毛细吸收的作用相对普通混凝土非常小。同时，浸泡RPC的氯化

31、钠溶液浓度为3.5%,当RPC刚刚浸没在溶液中时，其与溶液的浓度梯度差非常大，氯离子溶液在高浓度差下的扩散作用非常明显，因浓度梯度的原因导致氯离子溶液迅速扩散到RPC表层的孔隙中。再者，在RPC进入氯化钠溶液中时，由于浸泡溶液的液体压力作用，使得压力梯度产生，但是压力梯度相对很小，所以在氯离子传输过程中也有渗透作用。但综合分析，在氯化钠溶液持续浸泡作用下，对RPC表层氯离子传输起作用的是浓度梯度引起的扩散、湿度梯度引起的毛细吸收作用和压力梯度引起的渗透作用，但是浓度梯度的扩散作用占据主导地位。当氯离子进入RPC表层后，表层与深层之间依然存在湿度差、浓度差和压力差。此时，湿度差引起的毛细吸收作用

32、和浓度差引起的扩散作用同样比压力差引起的渗透作用更明显。所以在RPC深层氯离子的传输主要是毛细吸收和扩散作用。然而，在干湿循环作用下，氯离子在RPC中的传输方式与氯化钠溶液持续浸泡作用下氯离子在RPC中的传输机理差别很大。在干湿循环的湿润时间(浸泡在3.5%氯化钠溶液中)，在其表层氯离子的传输方式与持续浸泡的RPC表层氯离子的传输方式相同，都是毛细吸收、扩散作用和渗透作用，扩散占据主导。但是在干湿循环的干循环时，因为烘箱的烘干，进入RPC表层的氯离子溶液中的水分，会因高温迅速向RPC与外界接触的孔端蒸发，由于RPC中孔结构的离散复杂性，会使氯离子在水分蒸发的过程中遗留在孔隙中。导致RPC中自由

33、氯离子浓度因水分的逐步蒸发，浓度逐步上升，表层与深层之间的浓度梯度逐步增大，氯离子溶液向深层的传输速度因浓度差的增大而加速，加速扩散导致表层自由氯离子浓度下降。在此过程中，虽然也有毛细吸收和渗透作用，但是远低于扩散作用，即扩散主导了氯离子在RPC中的传输。当干湿循环的湿循环再次到来时，RPC试件被浸泡在3.5%的氯化钠溶液中，此时最初的扩散(渗透)作用再次发生，但是由于浓度梯度的减小，扩散作用并没有最初那么明显，当RPC试件再次烘干时，因为浓度梯度的扩散作用使氯离子向RPC深层传输加速再次发生。因此在干湿循环的过程中，氯离子向RPC内部传输速度要比持续浸泡作用下高很多。碳化和干湿循环耦合作用下

34、对用石蜡5面密封的RPC试件先置于烘箱中烘干2d、再碳化3d、再晾晒2d,然后浸泡入3.5%溶液中。由XRD的生成产物分析知道，碳化作用消耗了RPC试件中Ca(OH)2生成的CaCo3晶体；由扫描电镜结果可知，碳化后晶体体积增大；从孔结构分析中得知,消耗的Ca(OH)2体积小于CaCo3,造成RPC表层以内内部孔隙体积的减小。当RPC试件浸入氯化钠溶液中，由于孔径减小或者堵塞的原因，导致氯离子溶液和单纯干湿循环作用下的传输那么快速。即使在烘干的过程中，碳化后的RPC试件孔径更能截留氯离子随水分向外界的回流，但是仍然无法弥补最初传输进RPC氯离子的减少量。从宏观实验结果可知，碳化作用影响了氯离

35、子在RPC中的传输。碳化和氯化钠溶液浸泡耦合作用下RPC内自由氯离子浓度比干湿循环作用下低。7结论(1)Co2在RPC中传输速度缓慢，且RPC的抗碳化性能非常优异，56天加速碳化实验后，Co2的传输深度仅仅0.21mm。(2)干湿循环加速了氯离子在RPC中的传输速度，CO2的碳化作用一定程度上阻碍了氯离子在RPC中的传输。(3)RPC的碳化反应使其微观孔结构更加密实，孔径和孔体积有所减小，说明碳化作用有益于RPC的抗氯离子传输性能。(4)从氯化钠溶液浸泡的三种不同实验结果可以看出，氯离子在RPC中的传输主要以浓度梯度下的扩散作用为主，渗透作用和毛细吸收作用为辅。(5)干湿循环促进了氯离子在RP

36、C中的传输，主要在于其使氯离子在RPC中的传输形成了对流区，促使氯离子的传输更加迅速。参考文献1安明吉吉，杨新红，王军民，等RPC材料的耐久性研究j建筑技术,2007,5:013.宋少民，未翠霞.活性粉末混凝土耐久性研究J.混凝土,2006(2):72-73.3 LIU,J.,D.WANG,S.SONG,etal.ResearchondurabilityandmicrostructureofhighvolumefinemineralmixtureofreactivepowderconcreteJ.JournalofWuhanUniversityofTechnology,2008,11:014.

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