氯化钙盐溶液对胶结材料的传输特性

文摘

氯化钙(CaCl之间的化学相互作用₂)和胶结的粘结剂会改变混凝土的运输性质重要的预测基础设施元素的使用寿命。提出一系列的液体和气体传输测量了胶结迫击炮之前和之后暴露在各种解决方案CaCl浓度从0%到29.8%₂通过质量。液体吸收、氧扩散系数和氧渗透率测定砂浆样品准备使用I型和V型水泥。三个主要因素影响砂浆的传输特性暴露于CaCl₂:(1)饱和度的变化,(2)钙氢氧化浸出,和(3)形成的化学反应(即产品。弗里德尔盐,Kuzel盐和钙氯氧化物)。结果表明,增加饱和度降低氧气渗透。在低浓度(< CaCl ~ 12%₂在室温下),添加CaCl₂可以增加钙氢氧化浸出,从而提高砂浆孔隙度(这是抵消了弗里德尔盐和Kuzel的盐的形成可以阻止毛孔)。在更高浓度(> ~ 12%),化学反应形成的产品(主要是漂白粉)是一个主导因素减少液体和气体在混凝土运输。

1。介绍

胶结材料的运输特性越来越被用于预测基础设施元素的使用寿命(1,2]。传输属性的重要性已经讨论了六十年的开创性工作权力et al。3]。从那时起,研究人员试图描述混凝土耐久性(4,5],混凝土恶化[5,6),开始钢铁腐蚀钢筋混凝土元素(1,2),和混凝土冻融性(7- - - - - -12)使用多种测量。

虽然我们经常假定混凝土孔隙中的流体是水,这可能并不总是正确的。盐可以改变胶结材料的运输性质以几种不同的方式。首先,盐可以改变解决方案的属性包括粘度、表面张力、密度(13- - - - - -15]。这些变化在粘度、密度、表面张力可以改变的速度解决方案进入到混凝土(16- - - - - -18]。第二,接触盐可以增加混凝土孔隙的饱和状态,由于增加了平衡解决方案的相对湿度(即。,the relative humidity of the surrounding atmosphere when a solution neither gains nor losses moisture which is related to equilibrium water activity) [13,19]。第三,混凝土孔隙内盐可以沉淀和结晶,从而填充/阻塞毛孔[20.,21]。最后,盐可以与水化胶结粘结剂发生反应形成新的化工产品可进一步降低孔隙度和混凝土块毛孔(22- - - - - -25]。

基于不同的氯盐会影响胶结材料的运输特性以不同的方式作为copresent阳离子(例如,Na⁺、钙^{+ +},毫克^{+ +})可能发挥重要作用的速度氯入口。此外,化学反应可以发生盐和水分之间的胶结的粘合剂。而氯化钠似乎导致交通相对较小的变化特性,CaCl₂和MgCl₂可以展示更多的戏剧性的变化相比,生理盐水(24,26,27]。解决方案包含CaCl₂和MgCl₂可能导致化学的形成阶段(例如,弗里德尔盐,Kuzel的盐,漂白粉,镁酰氯,水镁石,或水合硅酸镁)(22,23,25]。

漂白粉的形成除了弗里德尔盐和Kuzel的盐可以阻止混凝土孔隙,降低流体入口成具体的样品(22,27]。图1显示了一个系统的相图包含氯化钙、氢氧化钙(CH)和水两个摩尔比率,(例如,和)[22]。这个相图可以用来解释钙的形成酰氯在胶结材料暴露于CaCl时₂解决方案。在室温下(即漂白粉形式。,为CaCl 23°C)₂盐浓度以上~ 12%质量的解决方案。浓度大于~ 12%、钙酰氯是稳定的(取决于周围环境的相对湿度和温度)(22,26,28)和漂白粉增加的数量随着盐浓度的增加(在足够的解决方案)29日]。这些广阔的产品可以填写大量的气孔和减少混凝土的运输方案。

在先前的研究22,26- - - - - -28),表明CaCl₂解决方案进入砂浆可以大大地减少当灰浆样品暴露于CaCl浓度高的解决方案₂盐(由质量大于约12%)。x射线荧光检查的灰浆样品vacuum-saturated CaCl不同的解决方案₂浓度大于12%显示相对没有氯离子进入到核心的样品大概由于阻塞引起的钙形成酰氯(22]。

本文使用不同的传输测试(液体吸收,氧扩散系数和氧渗透率)CaCl如何提供一种改进的理解₂可能会改变运输胶结材料的属性。胶结材料的传输特性研究与不同水泥砂浆样品成分(I型和V型水泥),而改变CaCl₂盐溶液中浓度和不同程度的饱和。

本研究的主要目的是确定反应产物的形成(即。,Friedel’s salt, Kuzel’s salt, and/or calcium oxychloride) is a significant factor contributing to the alteration of transport properties of cementitious materials. It is hypothesized that calcium oxychloride will not form in mortar samples exposed to CaCl₂溶液浓度小于~ 12%质量在23°C。预计使用V型水泥砂浆样品准备(没有铝酸三钙,即。C₃)很可能产生不弗里德尔盐和/或Kuzel盐CaCl的存在₂。

2。实验程序

两个系列的实验进行了研究,如表所示1。在第一个系列中,灰浆样品准备和不同浓度的CaCl接触解决方案₂在运输之前测试。第二系列,砂浆的样本准备不同程度的饱和之前运输测试。本节描述的物质和混合物配比准备砂浆样本,训练的样本,和运输测试过程。

2.1。材料和混合比例

两种类型的普通硅酸盐水泥(OPC)使用:I型、V型和布莱恩细度375米²/公斤和316米²/公斤,分别。水泥的化学成分,据生产,是显示在表2。骨料用于准备砂浆标本由天然砂的最大大小为4.75 mm,比重2.61,细度模数为2.89,和一个吸收值2.2%的质量。砂浆混合物准备砂体积分数为55%,水灰比()0.42的质量。砂浆制备标准依照ASTM C305-12[砂浆搅拌机30.]。迫击炮当时在圆柱形模具(直径101毫米和203毫米高度)和大束模具(152毫米×152毫米×584毫米)。样本demolded 24 h后,双面密封在塑料袋里,然后为42 d治愈23°C±0.5°C这些在密封的条件下。样品准备使用类型V水泥治愈一个额外的时间(在23°±0.5°C的密封条件),直到孔隙度达到19.6%(即。,样品的孔隙度准备使用I型水泥后42天)。在达到同等的总孔隙度、养护是停止使用V型水泥样品准备。样品的孔隙度是测量根据ASTM C642-13 [31日)通过测量烘干的温度(110±5°C两天)在空气质量,空气中的饱和面干质量真空饱和后,真空饱和后在水中和明显的质量。

2.2。运输测试

三个运输测试是用于本研究:液体吸收,氧扩散系数,氧渗透率作为显示在图2。以下部分描述样品制备,为每个测试样本训练和测试过程。

2.2.1。液体吸收

固化后,圆柱形灰浆样品(直径101毫米和203毫米高)是使用湿锯切成更小的圆柱形样本(直径101毫米和50毫米高度)的液体吸收测试。两个小圆柱样本来自每个圆柱的中心把灰浆。然后,外周长的标本与两层环氧树脂密封,如图2(一个)。一旦环氧树脂硬化后,样品被放置在烤箱60°±0.5°C一周去水分,使样品质量平衡。

液体吸收测试使用过程类似于ASTM C1585-11[执行32),如图2(一个)。一个示例的一个圆形的脸暴露在一个解决方案,而相反的脸上覆盖了一个松散的塑料(图2(一个))。质量变化由于流体吸收被监控。解决方案以0%,5%,10%,15%,20%,25%,和29.8% CaCl₂盐浓度由大众使用。三个样品暴露在每个解决方案2周。所有液体吸收测试在室温下进行(23°C±1°C)。

2.2.2。氧的扩散系数

完成后的液体吸收实验,样本从存储的解决方案和在控制的温度和湿度室50%±1% RH和23°±0.5°C到质量平衡了()。质量平衡达成后,样品的饱和度计算的平均孔隙度灰浆样品(19.6%)和质量变化从干燥状态。氧扩散系数样本的饱和度是由干燥或湿润为50%±1%样品的表面,没有暴露于CaCl₂解决方案。所有样本被密封在塑料袋里至少一个星期前允许水分再分配氧扩散系数测试。

氧气扩散系数测量使用乐器,模仿,由劳伦斯(33)如图2 (b)。样品用于氧气扩散系数测试安装的橡胶圈压缩提供条件,确保单向流动。测试是由暴露表面的样品暴露于CaCl₂解决纯氧和相反的脸纯氮气压力。通过样品的氧和氮气体反扩散和出口细胞中的氧浓度测定在0和60分钟后开始测试。氧气扩散系数实验(详细描述34]。

2.2.3。氧气渗透

后固化之前,接触盐,汽缸从大型铸造空心光束(152 mm×152 mm×584 mm)使用68毫米±2毫米直径。这些样本被减少使用湿看到导致样品的高度25毫米±2毫米氧渗透率测量。的外圆周标本与两层环氧树脂密封。环氧树脂硬化后,准备样品被放置在烤箱60°±0.5°C一周去除水分和使他们达到质量平衡。

如表所示1,氧渗透测试(a)上执行不同CaCl样品暴露于解决方案₂浓度和(b)和样品不同饱和度。与不同CaCl样品暴露于解决方案₂浓度、样品在CaCl完全被淹没₂解决方案以0%,5%,10%,15%,20%,25%,和29.8%的盐浓度质量后干了一个星期。样本然后从解决方案和条件在控制的温度和湿度室50%±1% RH和23°±0.5°C至少三个月,直到达到质量平衡()。与这些样品氧渗透率测试被执行。每个样本的饱和度检测氧渗透率测试前后样品暴露于不同CaCl解决方案₂浓度。

对样品测试来确定不同饱和度的影响,干样本vacuum-saturated饱和度为100%。真空饱和过程如下:样本在真空的压力下举行10毫米汞柱±5毫米汞柱3 h,虽然仍在真空,真空去离子的水(DI)添加到容器,直到样品被完全淹没,样品仍然淹没在去离子水在真空下1 h,和样品仍然淹没在解决方案,直到他们测试,大约3 d。样品用于测试在较低程度的饱和度从解决方案中删除和被允许风干而质量监控每一个15 - 30分钟直到所需的质量(即。、饱和度)得到(%)。样本然后双面密封在塑料袋他们保持氧气渗透试验前一周进行鼓励水分均匀分布在整个样本(20.,34]。达到饱和程度低于60%,样本在真空炉干50°C。获得饱和度0%,样本在正常炉干两天的105°C。

氧渗透率测量使用落差渗透仪(35),其原则是如图2 (c)。创建一个单向氧气通过标本由于压力梯度的存在之间的上部和下部的样本。样品的底部表面在接触加压氧气(最初设置为100 kPa表压)在顶部表面大气压力(~ 101.4 kPa)。样品被放置在一个橡胶圈压缩为单向流动。氧气的压力室的监控24小时内使用一个数据采集系统和数据记录器。

3所示。结果与讨论

3.1。内在的液体吸收

ASTM C1585-11 [32建议使用(1)找到样品暴露于水的吸收: 在哪里在克样品的质量吗在暴露于水,是样品的初始质量曝光之前,接触区域的标本在毫米吗²,水的密度在g /毫米吗³。

该方法的一个缺点是吸收了ASTM C1585-11 [32)经常被解释为水的深度渗透在示例。这不过是不正确的,因为它不占样品孔隙度。此外,水是用作液体被吸收和ASTM C1585-11方程不能直接适用于其他液体(如盐溶液)。增加盐溶液中的盐浓度可以增加粘度、密度、表面张力在解决方案(13- - - - - -15]。

有人建议,吸收和sorptivity之比的平方根成正比的表面张力和粘度流体在多孔材料(13,16- - - - - -18]。粘度和密度的增加或减少表面张力可以减少解决方案进入到多孔材料(13,16- - - - - -18]。方程(2)(即被开发来获得一种内在的吸收。,depth of fluid penetration into the sample) of mortar sample exposed to CaCl₂解决方案。本征吸收独立于解决方案的属性(即。,surface tension, viscosity, and density) and it represents the depth of fluid penetration into the sample: 在哪里和是水的表面张力和解决方案在N /毫米,分别;和是水和溶液的粘度在Pa·年代,分别;是样品的孔隙体积分数;是样品的初始饱和度体积分数;和溶液的密度在g /毫米吗³。

液体吸收到胶结复合理想化是分为两个区域(假设没有发生化学反应):初始吸收(0和之间的时间在图3),二次吸收后(时间在图3)[16,18,32,36,37]。最初的吸收主要是相关的渗透液成小毛孔(即。、凝胶和毛细管孔隙)(16,18,36- - - - - -41]。小孔产生大量的毛细管吸力可以帮助流体饱和小孔在很短的时间内。一旦饱和的小孔在整个样本(时间的高度在图3),大孔(即。,entrapped or entrained pores) in the sample begin to be gradually saturated [16,18,36- - - - - -41]。相关的部分吸收饱和后的大毛孔(时间在图3)是缓慢而被称为二次吸收。

任何反应液和水化胶结复合可以改变固有吸收这节将讨论3.2。

3.2。CaCl的影响₂内在流体吸收

据报道,CaCl₂解决方案可以与水化反应胶结粘结剂和生产钙chloroaluminate阶段(如弗里德尔盐和Kuzel盐)和钙氯氧化物阶段(22,24,26- - - - - -29日,42- - - - - -45]。铝酸钙阶段(例如,C₃monosulfate,从水化胶结粘结剂和钙矾石)逐渐与CaCl反应₂导致生产的弗里德尔盐和Kuzel的盐。弗里德尔盐和Kuzel盐的量随曝光时间,和盐浓度的增加加速了弗里德尔盐的形成和Kuzel的盐24,27,42- - - - - -45]。漂白粉是氢氧化钙之间产生的反应(CH)水化胶结粘合剂和CaCl₂解决方案(22,26,28,29日,45]。漂白粉在室温下(即不形式。直到CaCl ~ 23°C)₂盐浓度达到大约12%的质量解决方案(图1)。除此之外浓度(含量大于~ 12%)、漂白粉相对快速的形成及其数量增加随着盐浓度的增加(22,26,28,29日,45]。样品准备使用V型水泥,没有预计弗里德尔盐或Kuzel盐形成的(因为V型水泥相对没有C₃,见表2),而钙氯氧化物形式为样本准备使用这两种类型我和V型水泥只要CaCl₂质量浓度大于~ 12%的解决方案。

本征吸收获得样本作为时间的平方根函数图所示4。增加化学反应吸收似乎改变固有的吸收曲线的形状示意图见图3。首先,解决方案是小孔吸收由于毛细管吸力在很短的时间(时间和0之间在图3)。超越时间在图3,反应开始和化工产品沉淀在毛孔阻塞/填充孔隙结构。阻塞/填充毛孔不断随着时间的推移,它逐渐减少内在的速度吸收(之间和在图3)。在时间在图3,所有的小孔都是由解决方案或化工产品,这一次,大毛孔后开始被占据。预计将有更多的减少流体吸收的化学产品(弗里德尔盐,Kuzel的盐,和漂白粉)在毛孔也在不断增加。

图4(一)说明了测量固有吸收作为时间的平方根函数对样本准备使用I型水泥(C₃一个增加CaCl)。₂浓度下降导致的本征吸收所有的样品准备使用I型水泥。随着盐浓度的增加,固有的吸收减少主要是由于这样的事实,增加盐浓度增加的形成率弗里德尔盐和Kuzel的盐(24,27,42- - - - - -45]。更显著减少内在吸收的盐浓度可以看到~ 12%或更高。在这些浓度、钙氯氧化物形式(除了弗里德尔盐和Kuzel盐)和进一步块/填充毛孔。

图4 (b)说明了本征吸收作为时间的平方根函数对样本准备使用V型水泥(相对没有C₃暴露于CaCl)。样品₂浓度小于或等于~ 12%为内在质量表现出类似的趋势吸收因为没有反应(弗里德尔盐和Kuzel盐形成的)预计将发生这些浓度。对于CaCl₂浓度超出~ 12%,减少内在吸收可以观察到随着盐浓度的增加,这主要是由于钙氯氧化物形成的毛孔。

3.3。CaCl的影响₂在固有Sorptivity

内在sorptivity被定义为内在的斜率吸收与时间的平方根曲线。内在的导数吸收(或内在sorptivity)与时间的平方根曲线得到,如图5第一个6 h。一个线性趋势线也适合固有吸收与时间的平方根曲线在前6 h和线性趋势线的斜率是在图6作为一个初始内在sorptivity。样品接触解决方案与高浓度(> 15%),获得的初始内在sorptivity不是一个适当的指示初始sorptivity由于非线性趋势中可以看到数据4和5由于存在胶结矩阵和CaCl之间的化学反应₂解决方案。

显示在图5,内在sorptivity相对相似的价值开始吸收测试(0到1分钟)灰浆样品饱和CaCl不同₂浓度,显示由于毛细管吸入流体入口的速度。随着CaCl₂浓度增加,减少内在sorptivity可以观察到随着时间的推移图5。减少似乎主要是由于反应产物的形成(弗里德/ Kuzel盐和/或漂白粉)在毛孔可以填补/阻塞毛孔(见图3)。反应产物的体积会随着曝光时间的增加而增加。这可以进一步填补/阻塞毛孔随着时间的推移,导致持续减少流体样品的吸收。

最初的内在sorptivity盐浓度的函数图所示6。减少初始内在sorptivity CaCl可以看到₂再次浓度增加可能是由于化学反应产品(弗里德/ Kuzel盐和/或漂白粉)。减少初始内在sorptivity相对较小的盐浓度小于~ 12%。相当大的减少初始内在sorptivity可以观察到图6随着盐浓度大于~ 12%。在一般情况下,样品准备我水泥型显示更大的减少初始内在sorptivity相比,样品准备的V型水泥。样品准备的吸收行为的不同使用不同的水泥(即。I型和类型V)可能是双重的:为降低CaCl₂CaCl浓度(~ < 12%₂),弗里德尔盐和Kuzel盐是唯一的化工产品的样品准备使用I型水泥虽然没有反应预计使用V型水泥样品准备;高等CaCl₂浓度(~ CaCl > 12%₂),弗里德尔的/ Kuzel盐和漂白粉生产使用类型的水泥。

3.4。CaCl的影响₂在氧气扩散系数

氧气扩散率进行了测试后样品与不同的CaCl接触的解决方案₂浓度。饱和度以来灰浆样品可能有实质性影响氧扩散系数的结果,饱和度保持在50%的所有样品(部分中描述2.2。2)之前执行氧扩散系数实验。氧扩散系数结果灰浆样品CaCl的函数₂暴露浓度的解决方案是如图7。一般来说,气体扩散系数使用V型水泥砂浆样品准备高于一个使用I型水泥砂浆样品准备;这可能是由于这样的事实,不同的水泥可以创建不同的孔隙结构会影响气体扩散系数的结果。正如所料,样品(准备使用I型或V型水泥)暴露于更高浓度的CaCl₂解决方案(超过~ 12%),减少氧扩散系数可以看出由于钙的形成酰氯块毛孔使氧气扩散更加困难。

一个有趣的观察是,对于低浓度(不到~ 12%),氧扩散系数增加随着盐浓度的增加。这一观点似乎是相反的人们可能期望弗里德尔盐和Kuzel盐可以填补/阻塞毛孔,减少氧扩散系数。这可能是由于竞争机制的氢氧化钙(CH)解散和浸出。图8显示了石灰的溶解性在CaCl(曹)₂解决方案为CaCl₂浓度增加(46]。CaCl石灰溶解度的增加₂浓度增加,直到漂白粉形式和沉淀的解决方案。因此,暴露在CaCl灰浆样品₂解决方案易受氢氧化钙(所谓的氢氧钙石水泥化学或CH)浸出从胶结的粘合剂。增加CaCl₂浓度会导致增加浸出,直到CaCl₂浓度到达时候漂白粉形式。较低的CaCl氢氧化钙浸出₂浓度(不到~ 12%)可以增加灰浆样品的孔隙度和增加氧气扩散系数。这不是在流体吸收实验部分3.1)降低流体入口通常被观察到随着盐浓度的增加。事实上,氢氧化钙外浸出的样本可能会进一步减少流体入口向样品样品暴露于CaCl浓度较低₂(不到~ 12%)以来氢氧化钙浸出发生在流体入口的方向相反。结果,氢氧化钙浸出可能是另一个因素在减少流体进入样品除了弗里德尔的形成/ Kuzel样品暴露在低浓度的盐CaCl₂~(少于12%)。

3.5。氧饱和度对渗透率的影响

灰浆样品的氧渗透率不同程度的饱和也是考验。这些测试进行确定饱和度的影响在氧气渗透。图9显示了氧气渗透的结果作为饱和度的函数对所有灰浆样品。饱和度的变化有一个实质性影响氧气渗透度的饱和度小于~ 70%。饱和度小于70%大约相当于把水从小孔(即。凝胶孔隙,孔隙直径小于5海里)(38- - - - - -41]。度的饱和度大于70%,大约所有的小毛孔变得饱和导致断开打开/空孔(38- - - - - -41]。因此,氧气几乎无法穿透样品在饱和程度超过70%。

修改后的高斯函数,见(3),是数据点拟合经验(氧气渗透性和饱和度)获得样本与去离子水饱和: 在哪里m / s和氧气渗透是饱和的程度。,,,,是修改后的高斯函数的系数。,,,,得到1×10⁻¹⁵,4.55×10⁻¹⁴和2.2,0,23日,分别使用I型水泥砂浆样品准备和5×10⁻¹⁵,2.40×10⁻¹³和1.0,0,10日,分别使用V型水泥砂浆样品准备。

3.6。CaCl的影响₂在氧气渗透

氧渗透率进行样本不同CaCl暴露在解决方案₂浓度。暴露在CaCl₂解决方案可以改变砂浆的饱和度示例如图9。饱和度的差异在每个示例可以大幅改变传输响应的灰浆样品中讨论部分3.5它是至关重要的减少理解CaCl效果的影响₂在氧气渗透的结果。因此,氧渗透性的灰浆样品暴露于CaCl₂解决方案被修改饱和度50%使用(3)。

修改后的氧气permeabilty灰浆样品暴露于CaCl计算₂解决方案是如图10作为CaCl的函数₂浓度的解决方案。类似的趋势作为氧扩散系数(部分的观察3.4)也可以观察氧渗透率:增加CaCl₂浓度增加氧气渗透,直到盐浓度达到~ 12%由于氢氧化钙浸出砂浆样品的孔隙度增加,和除了这一点,钙的形成酰氯在毛孔充满毛孔,减少氧气渗透。

4所示。结论和总结

介绍测试来测量液体吸收和天然气运输(氧扩散系数/渗透率)接触CaCl迫击炮的属性₂解决方案。迫击炮是准备使用两个水泥(I型和V型)。不同CaCl迫击炮暴露在解决方案₂浓度和不同程度的饱和。基于这项研究的结果,可以得出以下结论:(我)漂白粉形成可以大大减少液体吸收和天然气运输的胶结材料。大幅降低运输(即属性。,absorption, oxygen diffusivity, and oxygen permeability) was observed for samples exposed to solutions of higher CaCl₂浓度(解决方案由质量浓度超过~ 12%)。这主要是由于这一事实,在浓度大于~ 12%,漂白粉是稳定的室温(23°C±1°C),会导致毛孔阻塞或填充。(2)氢化钙胶结物质的浸出影响了气体输运性质暴露于CaCl₂解决方案与低浓度(~ < 12%)。随着CaCl₂浓度增加,氢氧化钙浸出也会增加,会增加混凝土孔隙度。增加混凝土孔隙度可以进一步提高胶结材料的气体和液体入口。(3)比较样本准备使用I型水泥(9% C₃一)和V型水泥(大约没有C₃)表明,钙的形成chloroaluminate阶段(例如,弗里德尔盐和Kuzel盐)也可以减少气体和液体进入属性的砂浆。弗里德尔盐和Kuzel的盐的形成(除了漂白粉)水泥砂浆样品准备使用类型我可以进一步阻止或填充混凝土孔隙,从而减少流体和气体运输灰浆样品。(iv)除冰盐可以增加胶结材料的饱和状态导致的平衡相对湿度的增加孔隙的解决方案。胶结材料的饱和状态的变化可以显著改变混凝土的运输性质。程度的饱和度小于70%,饱和度的增加引起了相当大的减少氧气渗透。度的饱和度超过70%,然而,氧渗透性的变化从小孔(即相对可以忽略不计。凝胶孔隙,孔隙直径小于5海里)成为饱和导致断开打开/空大毛孔。因此,氧气不能轻易穿透样品在饱和程度超过70%。(v)传输属性通常用于混凝土预测氯达到阈值的时间启动钢筋的腐蚀或估计时饱和度在混凝土达到临界值导致冻融损伤。这项研究的结果表明,在高浓度的CaCl₂(超过12%),化学反应的形成可能是一个主导因素在确定使用寿命(或损坏开发)而不是钢筋腐蚀或冻融损伤由于流体和气体入口是不可观的高浓度由于毛孔阻塞引起的化学反应。在低浓度(小于12%),然而,由于CaCl氢氧化钙浸出₂解决方案暴露可能会增加孔隙度,从而降低混凝土的使用寿命。

免责声明

本文的内容反映了作者的意见,负责提供的事实和数据的准确性,而且不一定反映的官方观点或政策印第安纳州运输部,内容也不构成标准,规范或规定。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作是支持的联合运输研究项目由印第安纳州运输部在全国汇集基金研究和作者欣然承认,支持。本文的实验报告进行了普渡大学Pankow材料实验室。作者承认了这个实验室的支持,其操作成为可能。

引用

1. v . g . Papadakis“寿命预测钢筋混凝土桥暴露于氯引起的恶化,“混凝土结构的发展,1卷,不。3、201 - 213年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. x史:谢,k .财富和j .锣”钢钢筋混凝土在氯离子环境下的耐久性:概述,“建筑和建筑材料,30卷,第138 - 125页,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. t . c .权力,l·e·科普兰j·c·海耶斯和h . m .曼,“波特兰水泥粘贴,渗透性”美国混凝土协会杂志》上,51卷,第298 - 285页,1954年。视图:谷歌学术搜索
4. h . Hilsdorf和j·克鲁普混凝土耐久性性能标准(Rilem报告,没有12),CRC出版社,1995年。
5. f·p·格拉瑟,j·玛珊德和e .参孙“耐用性concrete-degradation现象涉及到有害的化学反应。”水泥和混凝土的研究,38卷,不。2、226 - 246年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. p . b . Bamforth”,对混凝土渗透系数之间的关系获得使用液体和气体,”杂志的具体研究,39卷,不。138年,3-11,1987页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. m . w . Li Pour-Ghaz j·卡斯特罗和j·维斯,“水吸收和临界饱和度有关冻融损伤混凝土路面关节,“土木工程材料》杂志上,24卷,不。3、299 - 307年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. g . Fagerlund”混凝土暴露在霜冻的使用寿命,”混凝土冻融耐久性,j·玛珊德,m .鸽子和m . Setzer设计。页23-41 E & FN Spon,伦敦,英国,1997年。视图:谷歌学术搜索
9. y Farnam, d . Bentz a . Sakulich d·弗林和j·维斯,“测量冻结和解冻损伤迫击炮包含除冰盐使用低温纵向的比较量热器,声发射,“土木工程材料的发展,3卷,不。1,第337 - 316页,2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. y Farnam h . Todak r Spragg, j . Weiss“电响应的砂浆与不同程度的饱和和除冰盐的解决方案在冻融过程中,“水泥和混凝土复合材料卷,59 49-59,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. 钱y, y Farnam j . Weiss,“使用量化冻融破坏的声发射迫击炮饱和氯化钠溶液,”《混凝土结构耐久性的第四次国际大会上(ICDCS 14),页32-37,普渡大学图书馆学术出版服务,2014年7月。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. w·琼斯,y Farnam, p . Imbrock et al .,联合混凝土路面恶化的概述:机制,解决方案属性,和密封材料美国印第安纳州普渡大学西拉法叶,2013年。视图:出版商的网站
13. r . p . Spragg j·卡斯特罗w·李,m . Pour-Ghaz P.-T。黄,j . Weiss“湿润和干燥的混凝土使用含有除冰盐的水溶液,”水泥和混凝土复合材料,33卷,不。5,535 - 542年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. c . Villani r . Spragg m . Pour-Ghaz和w·詹森•维斯”孔隙的影响解决方案属性在胶结材料的干燥,”美国陶瓷协会杂志》上,卷97,不。2、386 - 393年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. m·r·康德“锂和钙氯化物水溶液的性质:配方用于空调设备设计、”国际热科学杂志》上,43卷,不。4、367 - 382年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. c .大厅,j·玛珊德、g·杰拉德和m . Sosoro”在均匀各向同性的基型复合材料液体运输混凝土的渗透和渗透艾德,h·w·莱因哈特,RILEM报告16日5 - 79年,1997页。视图:谷歌学术搜索
17. s . Kelham“混凝土的吸水试验,”杂志的具体研究,40卷,不。143年,第110 - 106页,1988年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. c·霍尔和w·d·霍夫水运在砖、石头和混凝土,Spon出版社,纽约,纽约,美国,第二版,2012年版。
19. l .格林斯潘“湿度固定点的二进制饱和水溶液,”杂志研究的美国国家标准局:物理和化学卷,81年,第96 - 89页,1997年。视图:谷歌学术搜索
20. c . Villani t.e. Nantung, w·j·维斯”的影响除冰盐暴露在胶结材料的气体运输,”建筑和建筑材料部分,卷。67年,第114 - 108页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. g·w·谢勒,”结晶在毛孔中,“水泥和混凝土的研究卷,29号8,1347 - 1358年,1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. y Farnam s .迪克·a·威斯j·戴维斯,d . Bentz和j·维斯,“氯化钙除冰盐的影响在胶结材料相变和损伤发展,”水泥和混凝土复合材料。提交。视图:谷歌学术搜索
23. y Farnam, a .威斯d . Bentz j·戴维斯和j·维斯,“损害发展胶结材料暴露在氯化镁除冰盐,”建筑和建筑材料。在出版社。视图:谷歌学术搜索
24. y Bu、d·罗和j . Weiss”使用菲克第二定律和nernst-planck方法预测混凝土材料中的氯入口,“土木工程材料的发展,3卷,不。1,2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. y Farnam d . Bentz a汉普顿,w·j·维斯”声发射和低温冻结和解冻行为的量热法研究胶结材料暴露于氯化钠盐,”交通研究记录卷,2441年,第90 - 81页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. k·彼得森,g . Julio-Betancourt l·萨特r·d·起和d·约翰斯顿,“在实验室观察氯入口和钙氯氧化物形成的混凝土和砂浆在5°C,”水泥和混凝土的研究,45卷,不。1,第90 - 79页,2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. l·萨特,k·彼得森,g . Julio-Betancourt d .起t . v .大坝,和k·史密斯,”有害化学集中除冰的解决方案对硅酸盐水泥混凝土的影响,“南达科塔州交通部最终报告,2008年。视图:谷歌学术搜索
28. l·萨特,k·彼得森,s . Touton t . van大坝,和d·约翰斯顿,“岩相的证据漂白粉迫击炮暴露在氯化镁溶液中形成,”水泥和混凝土的研究,36卷,不。8,1533 - 1541年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. c . Villani y Farnam, t·华盛顿,j . Jain和j·维斯,“传统的硅酸盐水泥的性能和基于硅酸钙的碳酸胶结系统在冻融氯化钙除冰盐的存在,”《运输研究记录。在出版社。视图:谷歌学术搜索
30. ASTM,“标准实践机械混合液压水泥贴和迫击炮的塑料一致性,“ASTMC305、ASTM国际,西肯肖霍肯的Pa,美国,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. ASTM,“ASTM C642-standard密度测试方法,吸收,和硬化混凝土孔隙,”年度的ASTM标准、ASTM国际,西肯肖霍肯的Pa,美国,2013年。视图:谷歌学术搜索
32. ASTM国际ASTM C1585-Standard试验方法测量水硬水泥混凝土的水的吸收速度、ASTM国际,西肯肖霍肯的Pa,美国,2011年。
33. c·d·劳伦斯,“通过混凝土运输氧气,”英国陶瓷学会学报》会议,水泥化学及与化学相关的性质d·p·格拉瑟,艾德,页277 - 293,英国陶瓷学会,伦敦,英国,1984。视图:谷歌学术搜索
34. c . Villani r .失败者,m . j .西方,c . Di贝拉·卢拉和w·j·维斯,“国际米兰实验室比较气体传输测试程序:氧气渗透性和氧扩散系数,”水泥和混凝土复合材料53卷,第366 - 357页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
35. y Ballim”、低成本下降高度渗透仪测量具体的透气性,”水泥混凝土卷,61年,页13 - 81,1991。视图:谷歌学术搜索
36. 产品,所的的h . Todak c Lucero和j·维斯”,为什么那里的空气吗?考虑冻融的饱和,”混凝土富可视2015年,页3 - 7,http://www.nrmca.org/news/connections/。视图:谷歌学术搜索
37. 产品,所的的c . l . Lucero d . p . Bentz d·s·赫西d·l·雅各布森和w·j·维斯”使用中子照相量化水运和饱和度在携入的空气水泥砂浆为基础,“物理Procedia。在出版社。视图:谷歌学术搜索
38. d . p . Bentz和w·j·维斯”内部固化:2010最先进的审查。”NISTIR7765年,国家标准与技术研究所的盖瑟斯堡,医学博士,美国,2010年。视图:谷歌学术搜索
39. t . c .权力和t . l . Brownyard“波特兰水泥硬化浆体的物理性质的研究,“ACI院刊,43卷,第992 - 933页,1946年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
40. j . f .年轻,“回顾水泥浆和混凝土的孔隙结构及其对渗透率的影响,”混凝土的渗透性卷,108队,1988页。视图:谷歌学术搜索
41. d . a .白粉和m . a . Nagi手动控制混凝土的含气量波特兰水泥协会,1998。
42. a . Mesbah m·弗朗索瓦·c·Cau-dit-Coumes et al .,“曹Kuzel盐的晶体结构3·艾尔₂O₃·1/2CaSO₄·1/2CaCl₂h·11₂O由同步加速器粉末衍射,”水泥和混凝土的研究第41卷。。5,504 - 509年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
43. p·布朗和j·博特”系统CaO-Al₂O₃-CaCl₂- h₂O 23±2°C和混凝土的氯绑定机制,“水泥和混凝土的研究34卷,第1553 - 1549页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
44. a . k . Suryavanshi j . d . Scantlebury, s . b .里昂”机制弗里德尔盐形成的水泥富含铝酸tri-calcium,”水泥和混凝土的研究,26卷,不。5,717 - 727年,1996页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
45. m . Collepardi l·科波拉和c . Pistolesi”CaCl混凝土结构的耐久性₂在基于除冰盐。诉讼第三CANMET / ACI耐久性混凝土的国际会议,v . m . Malhotra Ed, ACI sp - 145,页107 - 120,不错,法国,1994年。视图:谷歌学术搜索
46. 美国。的土壤,通报,42-53问题,那布出版社,2012年。

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