外文翻译(中文)评价表面处理对混凝土耐久性能的影响.doc
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毕业论文外文资料及其译文
外文名称:
Evaluationoftheperformanceofsurfacetreatmentsonconcretedurability
中文名称:
评价表面处理对混凝土耐久性能的影响
摘要:
这篇文章在试验为基础研究得出,表面处理对混凝土耐久提高的效果,并建议用各种方法去评估表面处理的效果。
未处理的,和处理过的混凝土试件的耐久性是通过测定氯离子扩散能力,电荷通过能力,透气性,以及吸水性评价的。
一共有六种混凝土表面处理方法被选出来代表不同的泛型,包括涂料,渗透和混合使用的养护。
结果表明,涂层试样的涂层过程使得比经过渗透处理的试样有更好的长期性和有效性。
这项工作还表明,干湿循环试验可用于评估表面处理的耐候性。
在美国ASTMC1202和透气性测试的 Autoclam,可以用来定量的评估表面处理的效果,进一步的工作是必要的,是为了评估各种表面处理后混凝土的使用寿命。
引言:
钢筋混凝土长期以来一直被认为是一种长期高效,耐用的建筑材料,它的成本低,优良的抗压强度和刚度,再加上他能缓解生产的现场施工的性质的原因,使它确立建筑材料中的重要地位。
钢筋混凝土在负荷的范围内,拉伸,开裂,及在限制区域内的高压缩,然而在本质上保持了钢的电化学稳定的状态。
近几十年来,由钢筋混凝土结构的腐蚀已造成很大程度的破坏,原因归于服役的环境情况以及在过去的50年内,普通水泥的组成的变化,和设计施工时的不恰当工艺。
混凝土结构长期的性能一是直在建设领域中的重要问题之一。
钢在钢筋混凝土仍然保持被动的抗腐蚀的主要因素是氯离子,二氧化碳和硫氧化物。
水也是钢筋氧化的一个关键因子,确实,大多数的混凝土的劣化只能出现在有水的存在,由于积极的反应剂渗透,溶解在水中时才对混凝土有害,水提供氯离子的传输路径,是与碳化反应和冻融耐久性相关联的,并建立了内部的具体电解连续性,此外,水是钢的氧化反应的关键部分,因为参与减少氧含量的地方分布普遍。
有几种方法可避免这种行为,是阻止这些有害物质进入混凝土,这导致了更多关注给予混凝土,而忽略了其整体结构的质量。
最近高性能混凝土也因此获得了发展,由于混合添加物,如粉煤灰,硅灰,高炉矿渣和可降低水灰比的高效减水剂,使得高性能混凝土通常具有高强度,低渗透性,但是,应该承认混凝土本质上是一种多孔材料,尽管混凝土的配比及质量控制得到改善,还是不能完全避免潜在有害物质的侵入。
如果高性能混凝土渗透率的降低和混凝土保护层厚度不足以避免恶化,表面处理所作为额外措施,可以提高高性能混凝土结构的耐久性,表面处理可以作为环境与混凝土之间的障碍。
他们可以防止或至少延迟如水和氢氧化物等有害物质的渗透,这种方法也可以用于恢复已腐蚀的结构。
表面处理根据保护或实现效益的方式分类:
i)涂料,可以形成混凝土表面,作为混凝土中有害物质的通过障碍的一层有限厚度的无针孔膜,ii)孔衬处理,涉及具体的疏水材料表面表面气孔和驱除水分,iii)孔隙阻塞的养护,他可以利用一个系列的产品穿透混凝土和阻塞毛细孔。
无论何种方式的表面处理,它应该满足一些如抗渗透性有害物质,对水蒸气和化学的稳定性,良好透气性等基本要求。
最近几年,许多试验研究已经进行了评估表面处理的效果,这些研究的数据在降低氧化,水分和氢离子扩散抑制碳化、硫酸盐侵蚀提高抗冻性,延缓钢筋腐蚀方面显示出了鼓舞人心的结果。
Basheret.al提供了关于用来评价混凝土的表面处理性能的技术综述。
从上述试验研究取得的了可惜的结果致使商业上可用的混凝土耐久性的效果和基于试验工作有关氯离子扩散,电荷通过能力,透气性和吸水性,建议用不同的方法对表面处理的效果进行评估。
2.试验步骤
2.1材料
三种混合物用于生产不同水灰比的混凝土,混凝土的配合比见表一。
六种表面处理被选为代表不同类型,并在表二中反应。
2.2试验试样
(200mm*200mm*150mm)混凝土试样被选用来进行氯离子扩散试验。
浇(200mm*110mm*200mm)的砌块,用圆形钻石刀片切割成直径100mm,高度为110mm的单个试样。
这些圆柱体形标本,进一步减少到84个标准样品,随后用于氯离子快速渗透试验。
按照美国ASTM-C1202标准。
用(300mm*150mm*150mm)混凝土试件评估透气性和表面处理的混凝土水分吸收情况。
所有混凝土组成填充在模具内,并进行巩固振动,在浇筑后,试样用湿麻袋覆盖,他们在浇筑24h后进行拆模,然后持续固化两个星期,麻袋要不时保持水分。
在养护期间,试样保存在试验室,在室温下干燥数周,经过测试准备面,选定合适的养护方法。
2.3试验方法
2.3.1氯离子扩散深度
选定的表面处理合适用于200mm*200mm的每个样本的表面。
环氧树脂涂料的快速设置时用在其他非布表面,使氯离子单向扩散。
两个星期后试样表面的应用用到交替湿润疗法,在这项研究中,一个5天循环暴露制度是用来加速氢离子的侵蚀。
这个周期包括浸泡在6.15%处理24h氢氧化钠溶液试样,第二天在50摄氏度的烘箱中干燥,然后在室温下保持另外,四个试样。
经过6,12,18和24个周期后,钻洞表面,通过测试获得不同深度在5mm间隔的粉末试样,测试样品的水溶性氯离子含量的,用快速氯离子试验分析。
2.3.2电荷通过能力
选定的表面处理适用于直径为100mm,厚度为50mm的混凝土表面,为了保证表面处理的完全干燥,前两周试样保存在真空状态下与水饱和,这是按美国ASTMC1202的标准。
通过试样的电荷被记录,并用于评价表面处理的有效性。
2.3.3透气性
选定的表面处理上适用于300*120的一面,在适合表面处理两星期后,在测试表面使用Autoclam进行试样的透气性检测,装置内的压力增加到50000Pa并对衰变压力进行了监测,从每分钟50000Pa到每15分钟50000Pa一种压力自然对数与时间呈线性相关,因此,在第5分钟和第15分钟之间,线性回归测试曲线的斜率定义为透气性指数K,单位为压力/分钟。
这是用来评价试验中表面处理的效果。
2.3.4吸水率
对吸水率进行试验,在同一表面用Autoclam方法在透气性检测1h后,试样在充满水的环境中,在20000Pa的压力测试中面积增加。
传递水量的测定和记录,在15分钟内每分钟进行一次记录。
吸收的水量和经历的时间的平方根是线性的,所以斜坡图显示为一个与吸收指数相关的单元,这个被用来评估表面处理的效果。
3结果与讨论
3.1氯离子扩散深度
图一显示在处理过和未处理过的混凝土试件,在暴露6,12,18和24周期干湿循环下的氯离子侵蚀深度。
这些数据显示,被指定的标本根据材料类型进行表面处理,比如作为X-A曲线代表的试样来自于混凝土X经过A种表面处理,Y-N曲线代表标本来自于混凝土Y没有经过表面处理。
在未经过表面处理的混凝土试件的氯离子浓度比所有经深度处理的表面处理的更多。
所有选定的表面处理时有效减少氯离子的侵蚀,这种效应在那些表面处理包括涂层处理。
其中表面处理效果最好的措施是表面处理C,其中三个组成一个独特的环氧底漆涂料,因此环氧底漆和聚氨酯面被广泛应用。
显然,多次涂刷能提供更有效的保护防止氯离子的侵蚀。
由表面处理A,B,C在24周期的干湿循环中,氯离子的浓度是稳定的,然而在处理的渗透标本的氯离子浓度随时间而增加。
特别是在18周期后。
这表明,这些表面处理与混凝土的表面漆(A,B,C)比(D,E,F)的渗透性更好。
这项工作表明,干湿交替周期可以用来评估耐候性表面处理,然而需要进一步努力,以评估各种表面处理的长期效果,希望能够对在进行的工作提出对经表面处理过的混凝土长期性的评价方法。
在这份研究试点工作中,可以按照下列顺序表达表面处理的性能。
3.2电荷通过能力
表3显示了通过未处理的和经过处理的电荷通量,对于未处理的试样,水灰比产生的影响可稳定的观察出,水灰比越大,通过的电荷越多,而将水灰比变化后对处理后的试样影响较小,那是,因为混凝土试件的密度增加,水灰比降低,电荷不容易通过标本,但是对于处理过的样本来说,氯化物的磁透率主要取决于表面薄膜的透孔性而不是混凝土的基质,表面的聚氨酯和丙烯酸盐能帮助氯化物更好得进入,因为他们有坚固的低孔性的薄膜。
以总电荷通过率为基础的美国试验材料学会分类方法也在表三中列出来了。
未经过涂布的混凝土的氯化物渗透率是低的。
C的表面处理被归为是“微不足道”的,是效率是最高的表面处理方法,和前期的氯化物扩散试验的结果是一致的。
但是,其他五种处理的类别是“非常低的”;因此,用这种分类方法来区分这些处理的有效性是不可行的方法。
这个问题可以解决定义配料比,这在每种情况下,是经过处理和未经处理的同样的混凝土样本的电荷通过率。
样本的配料比在表3和图2中表现出来了。
图2也说明了相对的好处比对性能差的混凝土要高。
所选出的表面处理结果是下列的排序结果和:
C>B&A>D>E>F.。
3.3空气渗透率
表四给出了空气渗透率系数Ka和第五分钟和第十五分钟的ΔP的减压。
与没有处理过的样本相比,经过聚氨酯和丙烯酸盐处理过的样本空气渗透率明显减低,这是因为样本表面稠密的薄膜。
同时经过渗透处理的表面样本的空气渗透率与没有处理的样本是一样的,因为这些处理类型只是将毛细管进行排列以及将基片连在一起,而没有完全的阻塞这些毛细管。
因此,经过表面处理混凝土样本,包括涂层程序的应用在减低空气渗透率上比经过渗透处理的样品结果要好。
本研究也表明空气渗透率和透气性以及表面处理混凝土的碳酸饱和抑制度是相关的,可以被评估渗透试验,通过运用水气渗透率测试仪。
3.4水吸收
表5表明水吸收系数Kwa和第五分钟和第十五分钟吸收水体积的变化量。
对于未处理的样本来说,水吸收系数Kwa与预期一样,随着w/c比率的增加而增加,这证明了水汽渗透率测试仪可以被用来评定未处理样本水吸收的量。
但是,在本试验中,表面处理的样本水吸收系数Kwa不能被包括,除了表面处理样本D。
在这个情况下,水吸收系数Kwa和水吸收量的变化是非常小的,因此没有很大的意义。
这个理由归因为试验周期短暂,没有足够的时间让水渗透处理的表面到混凝土基质。
除此之外,试验区域没有足够的大让内部水体积的变化可以观察到。
因此,水汽渗透率测试仪试验不能直接用于区分表面处理的混凝土。
这种局限性也被其生产者所承认。
相应地,我们应该对其作出改进,让其可以在比较久的试验周期和大的试验区域内检测表面处理的混凝土。
相关的试验工作还没有开展,本作者将在未来的工作中进行研究。
4结论
1.经过表面处理混凝土样本,包括涂层程序的应用在减低空气渗透率上比经过渗透处理的样品结果要好。
2.在混凝土顶部进行表面处理,其长期的性能比渗透剂处理要好。
3.应用表面处理的程序对每个处理的有效性都是有影响的。
经过三个明显涂层的处理C在所有的表面处理中的性能是最好的。
多重擦拭防治氯化物的进入比单次擦拭效果要好。
4.焊料润湿和干燥周期测试可以用于评定表面处理的耐气候性。
但是,进一步的研究多样表面处理对长期性能的评定是必要的。
5.配料比可以解释通过处理和未处理样品的电荷通过率,这让美国试验材料学会试验的使用可以定量的评定表面处理效果。
6.水汽渗透率测试仪渗透试验可以用来评定表面处理混凝土的空气渗透率。
7.现在的水汽渗透率测试仪试验不能直接用于区分表面处理的混凝土。
相应地,我们应该对其作出改进,让其可以在比较久的试验周期和大的试验区域内检测表面处理的混凝土。
相关的试验工作还没有开展。
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