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海洋混凝土中钢筋锈蚀问题造成严重的经济损失,有效的防腐方法愈发引起人们关注。研究发现,在潮差区混凝土结构上的海洋固着生物,特别是牡蛎能提高混凝土的抗氯离子渗透性能,进而保护钢筋不被锈蚀。同时碳化深度、吸水率也是影响混凝土耐久性能的主要参数。然而,目前鲜有关于附着在混凝土表面的牡蛎,特别是人为调控附着在混凝土表面的牡蛎,对混凝土耐久性能主要参数(电通量,吸水率,碳化)影响的研究。基于此,本文研究了牡蛎对海洋混凝土耐久性主要参数影响,并从微观角度探讨和解释了牡蛎对钢筋混凝土防腐的机理,为海洋混凝土结构耐久性设计和寿命预测提供参考。
本文研究了T诱导剂和M诱导剂掺入混凝土后对牡蛎在混凝土表面附着的影响。实海暴露试验表明,诱导剂T或M的掺入大幅度提高了混凝土表面牡蛎附着率,当T诱导剂和M诱导复掺时,牡蛎附附着效果最好。
对附着牡蛎的混凝土,进行电通量试验、吸水率试验和碳化试验。研究结果表明:牡蛎的致密附着有效提升了混凝土的抗氯离子渗透性能,降低了混凝土的吸水率。相比于未附着牡蛎的混凝土,附着牡蛎的混凝土表层吸水率最高降低了70%左右。牡蛎的附着减少了外界的CO2进入混凝土内部与Ca(OH)2发生反应,进而降低混凝土的碳化的深度,提高混凝土的抗碳化能力。
通过电镜和压汞试验结果解释了宏观性能的表象,在牡蛎壳与混凝土界面过渡区存在一层厚约20μm的牡蛎胶。该胶体由棒状体紧密排列组成,呈纤维棒状结构。牡蛎的附着减小了表层混凝土的总孔隙体积和孔隙率,缩小了混凝土的平均孔径,改善了混凝土的孔径分布,优化了混凝土的孔结构。牡蛎附着后,混凝土内200nm以上的多害孔数量显著减小,20nm下的无害孔数量明显增多,而20~200nm范围内的孔变化存在随机性。
最后对牡蛎胶粘结强度进行了分析,发现牡蛎胶的粘结强度在0.91-1.45MPa范围内变化,牡蛎胶粘结强度较高。牡蛎胶的粘结强度与混凝土抗压强度呈正相关,即粘结强度随着抗压强度的增加而增加。另外,牡蛎胶粘结强度可能还与附着基的孔隙率相关。
本文研究了T诱导剂和M诱导剂掺入混凝土后对牡蛎在混凝土表面附着的影响。实海暴露试验表明,诱导剂T或M的掺入大幅度提高了混凝土表面牡蛎附着率,当T诱导剂和M诱导复掺时,牡蛎附附着效果最好。
对附着牡蛎的混凝土,进行电通量试验、吸水率试验和碳化试验。研究结果表明:牡蛎的致密附着有效提升了混凝土的抗氯离子渗透性能,降低了混凝土的吸水率。相比于未附着牡蛎的混凝土,附着牡蛎的混凝土表层吸水率最高降低了70%左右。牡蛎的附着减少了外界的CO2进入混凝土内部与Ca(OH)2发生反应,进而降低混凝土的碳化的深度,提高混凝土的抗碳化能力。
通过电镜和压汞试验结果解释了宏观性能的表象,在牡蛎壳与混凝土界面过渡区存在一层厚约20μm的牡蛎胶。该胶体由棒状体紧密排列组成,呈纤维棒状结构。牡蛎的附着减小了表层混凝土的总孔隙体积和孔隙率,缩小了混凝土的平均孔径,改善了混凝土的孔径分布,优化了混凝土的孔结构。牡蛎附着后,混凝土内200nm以上的多害孔数量显著减小,20nm下的无害孔数量明显增多,而20~200nm范围内的孔变化存在随机性。
最后对牡蛎胶粘结强度进行了分析,发现牡蛎胶的粘结强度在0.91-1.45MPa范围内变化,牡蛎胶粘结强度较高。牡蛎胶的粘结强度与混凝土抗压强度呈正相关,即粘结强度随着抗压强度的增加而增加。另外,牡蛎胶粘结强度可能还与附着基的孔隙率相关。