混凝土在海洋暴露过程中的氯离子渗透研究

冯荣成+陈世巧

摘 要：随着经济的不断发展，港口对经济的重要作用愈加突出。混凝土是建设港口的基础材料，在应用过程中因操作简单、成本较低而得到不断推广。但是海洋环境中的氯离子含量对混凝土有一定的侵蚀作用，影响建筑施工的质量，所以加强对氯离子的研究，得出相应的规律才能促进混凝土施工质量的进一步提高。文章就当下的混凝土在海洋暴露过程中的氯离子现状进行研究，得出其中出现的问题和一定的规律，促进港口建设的优化和发展，提供经济发展保障。

关键词：混凝土施工 海洋环境 氯离子作用 渗透研究

1.前言

海洋中有大量的氯化物，是海水盐分的主要部分，对海洋环境中的建筑物有着重要的影响作用。氯离子在海洋暴露过程中会渗透进混凝土表面，进而迁移到混凝土内部，当氯离子的含量积累到一定浓度后，便会对影响混凝土的强度和质量，造成侵蚀，影响混凝土结构的正常使用，降低整个混凝土结构的使用寿命。所以为了使得混凝土建筑的施工工程能够进一步促进经济的发展和社会进步，应该加强对海洋暴露过程中的氯离子研究，得出一定规律。

2.混凝土在海洋暴露过程中的氯离子研究现状

随着经济的发展，港口等用于海洋建设的工程数量不断增加，如果对于其中较为普遍的问题不能很好的解决，将会影响整个建筑未来的施工发展，所以对混凝土在海洋暴露过程中的氯离子渗透研究是非常有必要的。相關部门也进行了一些列的研究，得出了较为有利的方式。耐久性是海洋环境中的混凝土的重要评价因素，对使用寿命有着决定性作用，但是影响混凝土耐久性的最主要的因素便是氯离子的分布和数量。氯离子是造成钢筋混凝土中钢筋失效的主要原因，导致混凝土结构耐久性不足，传统实验中的氯离子研究不足，常常是在实验室环境下进行自由扩散的试验，通过实验结果来判断抗氯离子的侵入性能。但是实际的氯离子的作用机理相当复杂，在于不同因素配合影响下的效果也不同，所以相对较少的研究机理已经无法适应发展要求。研究的环境主要有实验室环境或是海洋环境下，但是实际氯离子的环境是一个复杂且严酷的具有地域性的腐蚀环境，实验室难以模拟实际的海洋环境，所以对氯离子的渗透研究还有待进一步发展，建立更加有效的实验支撑。我国海洋战略的发展使得各种码头港口建设不断发展，海洋工程在我国迅速发展，大量研究和工程实验表明，氯离子对混凝土的工作性以及强度等有着重要的影响，具体的解决方法还要进行长期的实验论证。

3.混凝土在海洋暴露过程中的氯离子研究

所以进行研究时可以用渗透法，研究的方式较多，要求较高。相关部门的实践过程主要如下：

3.1实验材料

利用标准状态下的普通硅酸盐水泥，干燥碎石，矿粉。在实验中用粉煤灰和矿粉等量替代水泥，通过不同方式的控制变量进行研究。通过不同材料的混凝土配合比来进行强度抗压对比，得出研究结论。

3.2实验方法

3.2.1海边暴露实验法

将混凝土试块在标准养护条件下浸泡一段时间过后，除两个混凝土侧面作为实验的地方，将其余部分通过特殊材料进行密封，作为后期对照试验的材料，保证氯离子在混凝土中的侵蚀方向是唯一的，可以保证实验数据的准确性。按照实验设计出不同的试件后，放入海边环境的大气区、潮汐区和水下区，保证不同环境下的实验数据相对完整。等试验时间过后，便可以将试验品带到实验室进行氯离子含量分析。实验中的氯离子含量与许多客观因素都有着密切的关系，所以可以将数据进行图表的方式展现，得出氯离子含量曲线图，有利于信息更加直观清晰。

3.2.2氯离子测定实验

将满足实验条件的混凝土试件运回实验室过后，需要对实验材料进行一定处理后再进行分析处理。利用标准的混凝土粉末机按照标准分层进行打磨过后，在将暴露在表面的腐蚀部分进行打磨，注意实验的步骤和方法，否则实验的准确度和精准度会降低。将收集的粉末材料按照规定的实验室分析方法进行材料分析，不论是实验材料的量，还是用于实验的溶液以及添加的顺序和方法，都有具体的参考依据和行为方式，要保证实验的过程符合相关的规定。

3.3实验结果

3.3.1海洋大气区试验

海洋大气区主要是浓度较高的水汽或是盐雾，所以氯离子主要是通过浓度较高的悬浮分子进行传播的。随着大气环境的变化，氯离子在混凝土表面相互分离，侵入到混凝土试件内部，对于钢筋混凝土结构会造成严重破坏，锈蚀的钢筋会使得混凝土结构耐久性造成破坏。氯离子的含量会随着深度的增加而减少，说明氯离子的侵入能力会受到混凝土内部结构的影响，所以密度较低的混凝土更容易遭到侵蚀。

3.3.2海洋潮汐区

混凝土试件在海洋潮汐环境下会因为潮汐的循环作用对氯离子侵入的速度造成影响。所以对于干湿循环的劣化环境中的氯离子，也会加速侵入混凝土试件内部的速率。通过对不同的海洋潮汐环境的实验得出，混凝土试件抵抗氯离子侵入性能由强到弱跟具体的材料有重要关系。混凝土中的水胶含量越高则对抵抗氯离子侵入的能力就越强。混凝土的材料不同，内部结构间的缝隙就会改变，密实度不同则对混凝土中抵抗有害物质的性能便有不同的影响。

3.3.3海洋水下区的试验

海洋水下区的氯离子在侵入实验过程中，试件内部被侵入方式主要是饱水状态下的自由扩散。在没有外力的作用下，氯离子也能通过离子的自由运动扩散到混凝土试件内部，所以海洋水下区的侵蚀作用最为明显。混凝土试件内部抵抗氯离子侵入的能力会随着水胶比的增加而减少，随着时间的增加，侵蚀的现象就会越严重。由于水胶比较大的混凝土试件内部结构是较为松散的，所以氯离子抵抗能力会下降。但是控制混凝土内部结构的构成，添加辅助的掺合料就可以提高混凝土中抵抗氯离子侵蚀的能力。

4.混凝土在海洋暴露过程中的氯离子的结论

根据不同的试验环境的数据分析，可以得出不同环境下的氯离子侵蚀能力有所不同。笔者经过调查整理，得出混凝土在海洋暴露过程中的氯离子有以下的运动特点。海洋环境暴露的情况下，不同的氯离子侵蚀机理作用下，氯离子侵蚀的程度在潮汐区最大，在大气区是最弱的，但是氯离子的侵蚀效果会随着混凝土的使用期限增加而增加。混凝土中的水胶比是重要的材料，但是试件中的水胶比的提高，会造成混凝土中抵抗氯离子渗透的能力降低。不同环境中的氯离子含量会随着深度变化有一定的变化。但是潮汐区的干湿环境变化，对侵蚀能力是非常有利的环境，所以不同环境下的氯离子依旧是在潮汐区腐蚀最为严重。干湿条件变化会使得混凝土试件吸附氯离子的能力增强，导致氯离子含量相较于其他环境下都有明显的提高。实际环境中的混凝土结构可以添加一定的材料可以调节具体的结构，增加内部结构抵抗氯离子的能力，阻止氯离子等有害物质进入混凝土结构的内部，确保钢筋锈蚀度等耐久性问题得到更好解决，提高具体的质量。

5.结束语

综上所述，混凝土在海洋暴露过程中受氯离子影响的程度受很多因素影响，进行氯离子渗透研究时应该尽可能充分考虑影响的因素。文章就当下的氯离子对混凝土的影响进行分析，从具体的实验过程中得出海洋暴露过程中的氯离子的变化和规律。研究海洋环境中的氯离子的相关规律，可以促进工程建设质量的提高，促进国家经济发展和社会进步都有着重要意义。

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