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处于海洋等恶劣环境中的混凝土,由于氯离子渗透而导致的钢筋锈蚀已成为全世界普遍关注的一大灾害。为了保证钢筋混凝土结构的使用寿命,防止因混凝土劣化而导致的事故,人们开发了多种防护与修复技术。其中,电化学技术从钢筋锈蚀的电化学机理出发,在国际上已被公认为是最有效的方法,但需要在混凝土保护层中施加电场,因此,研究电场作用下氯离子的传输规律以及混凝土的性能的变化对于发展电化学理论,开发新型混凝土防腐技术具有深远的意义。 本文采用高纯锌作为牺牲阳极、钢筋作为阴极的方法,在混凝土保护层中施加电场,首先研究了NaCl浓度为3.5wt%时,自然渗透30天后氯离子的分布情况,然后将NaCl浓度增大为10wt%,研究了此时氯离子在混凝土保护层中60天、90天、120天时的分布规律,最后对120天通电处理后的混凝土吸水率、相对氯离子扩散系数、钢筋附近孔隙液化学环境、钢筋表面阻抗特性以及钢筋/混凝土微观形貌进行了分析,得到以下结论: (1)外部NaCl浓度为3.5wt%时,实验30天后,未施加电场与施加了电场的两组混凝土试样表层氯离子含量分别达到了0.1wt%与0.08wt%,而钢筋附近氯离子含量都只有0.01wt%。 (2)外部NaCl浓度为10wt%时,实验120天后,混凝土表层氯离子含量较高,并在一定深度的保护层处出现氯离子含量骤降的现象。随着电流密度的增大,氯离子含量呈现出减小的趋势。 (3)外加电场作用下,混凝土的吸水率、抗氯离子扩散系数均减小,并且随着电流密度的增加,吸水率与抗氯离子扩散系数的减小率也随之增大。电迁移作用会使混凝土保护层中离子发生定向移动:阳离子富集于钢筋表面,而阴离子则向外部环境的方向迁移。 (4)外加电场的作用下,钢筋表面阻抗特性也会发生变化,还会使钢筋/混凝土界面的结构发生改变,并且能够促进Ca(OH)2晶体析出并沉积在界面上。