盐碱环境下混凝土内部介质的激发极化效应研究

Kashgar is located in the western cold area, which of wide area coveraged the land salinization, groundwater salinity content is higher. The influence of factors such as temperature, capacity, inside of the concrete crack development gradually, provides the migration channels of the chloride ions in concrete surrounding rock and soil, groundwater, sulfate ions and hydroxyl ions, makes it easier to enter inside of the concrete corrosive medium. The migration and enrichment of these ions damaged the mechanical performance of concrete internal medium, broken passivation membrane on the surface of the steel, rusted the steel bar, affected the bearing capacity of the concrete structure. Ions content in the current tests inside the concrete medium main physical method for resistivity method, by measuring the change of the electrical parameters of concrete and indirectly determine the ionic changes inside the concrete. But the resistivity method is vulnerable to inside the concrete reinforced high electrical conductivity, is difficult to accurately observed the change of the ions in the medium. This project from the study of induced polarization effect of concrete internal media, through the observation of the concrete apparent polarizability to detect changes inside the concrete ion; Determined by ion content change and test the connection between the bearing capacity of concrete, and then predict the changes of bearing capacity of concrete member, provide early warning for construction safety.

喀什地处西部高寒地区，土地盐碱化的区域覆盖较广，地下水中盐碱含量较高。在温差、承载力等因素作用下，混凝土内部裂隙逐渐发育，为混凝土周边岩土、地下水中的氯离子、硫酸根离子及氢氧根离子的迁移提供了通道，使侵蚀性介质更容易进入混凝土内部。这些离子的迁移与富集将破坏混凝土内部介质的力学性能，破环钢筋表面的钝化膜，使钢筋产生锈蚀，进而影响混凝土结构的承载力。目前检测混凝土内部介质中离子含量的主要物理方法为电阻率法，通过观测混凝土的电性参数的变化，间接确定混凝土内部的离子变化。但电阻率方法易受混凝土内部钢筋的高电导率影响，难以准确观测介质中离子的变化情况。本项目从研究混凝土内部介质的激发极化效应入手，通过观测混凝土的视极化率来检测混凝土内部离子变化情况；通过试验确定离子含量变化与混凝土承载力之间的联系，进而预测混凝土构件的承载力变化，为建筑安全提供预警。

新疆地处我国西部，土地盐碱化严重、盐碱化区域覆盖较广。盐碱环境中富含氯、硫酸根、碳酸根、钠、钾等多种离子，暴露在盐碱环境中的混凝土易受上述离子的侵蚀，生成的侵蚀产物使混凝土膨胀开裂，离子通过裂缝进一步扩散，加速混凝土内部介质如钢筋的腐蚀，最终形成恶性腐蚀循环，降低钢筋混凝土承载力，影响着混凝土结构安全。为了提高建筑物的安全系数，需在混凝土承载力降低的前期采用物理、化学手段进行检测。本课题从研究混凝土内部激发极化效应入手，通过试验观测研究混凝土的极化率表征，研究极化率与混凝土内部介质腐蚀、钢筋锈蚀、承载力之间的对应关系，提出相应的观测方法，提高混凝土安全检测和监测的精度。.1、在新疆、沿海地区采集岩土样本，分析盐碱的主要成分。.2、根据盐碱岩土的采样分析结果，设计盐碱溶液，构建不同盐碱离子拌和的混凝土、钢筋混凝土试块，模拟混凝土被盐碱侵蚀情况。.3、研究混凝土内部电场及激发极化效应；针对有限体表面和标本测试结果不统一问题，分别用镜像法和有限元数值模拟技术，研究混凝土内部介质的电场、电阻率、极化率分布规律，研究被盐碱侵蚀混凝土的物性参数。.4、通过测定养护龄期内的素混凝土试块、钢筋混凝土试块电阻率、极化率，分析混凝土内部介质的电性参数变化与钢筋、离子变化、时间变化的对应关系规律。通过SPSS 22软件对混凝土试块、钢筋混凝土试块的电阻率、极化率进行单因素方差分析，判别试块之间的电性参数是否存在差异；应用粗糙集属性重要度理论，将模拟盐碱环境下混凝土电阻率、极化率变化规律测得的试验数据建立关系模型，分析钢筋、盐的种类及浓度和试块边界影响混凝土的重要程度及规律，为电阻率法、激发极化法观测盐碱环境混凝土结构受盐碱侵蚀的变化规律提供了依据。研究结果表明，极化率参数可以分辨离子侵蚀混凝土情况，采用极化率参数探测混凝土被盐碱侵蚀情况是可行的。.5、对在役的临海铁路线桥墩进行结构安全检测。合理布设测线。利用对称四极装置，初步确定高视电阻率和高视极化率存在区域。而后在桩体旁侧布设测线，通过对比分析视电阻率和视极化率异常幅值变化，排除桩体周围土体以及土层以下局部异常体的干扰，确定异常体位于桩体内部。提出拟穿透装置，进一步确定可能发生钢筋腐蚀的具体位置，确定隐患体的尺寸大小。实践表明，综合视电阻率和视极化率的观测装置，可逐步排除桩体周边介质干扰因素，确定桩体内部隐患体的位置，方法有效可行。