不同配比和不同养护工艺对氯离子含量0.02%水洗砂混凝土的阻锈能力的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义

1.1课题的研究背景及意义

随着经济的发展，建设规模不断扩大，用砂量呈上涨趋势。在2016年，全世界的混凝土产量已经达到了250亿吨。河砂资源日趋枯竭，而且过度开采会引起生态环境问题，找到其替代品受到越来越学者的关注。海砂和河砂相比有细度模数均匀和含泥量低等特点，而且储量丰富。中国近海的海砂资源总量约为67.96×10¹⁰～68.49×10¹⁰m³，如果海砂得以在建筑工程应用，那将是一件有利于国家发展的大事。但海砂自身含有cl^-等有害物质，将海砂掺入到混凝土中易导致混凝土结构的破坏，严重影响结构使用寿命。滥用海砂极有可能引发严重的工程事故。

用海砂取代或部分取代河砂，可以很好地缓解河砂的短缺现象。通过科学的方法将海砂洗涤，去除其中的氯离子，只要将海砂中氯离子控制在合理的范围内，海砂完全可以被合理的资源化利用。因此，对海砂混凝土进行深入研究，使海砂的利用变得规范化，具有一定的理论意义和现实意义。

2. 研究内容和预期目标

本课题的主要研究对象是海砂混凝土，研究钢筋在海砂混凝土中的锈蚀情况，设计合理的混凝土配合比成型混凝土试件以模拟实际环境，主要研究内容如下：

（1）对原材料的基本物性进行分析，包括骨料含泥量、含水量等物理性能，以及筛分等技术性能。

（2）设计混凝土体系，按每方按单方水泥用量200、350、500公斤制作混凝土试块，细骨料有河砂与氯离子含量为2的海砂，混凝土试块分为钢筋混凝土试块与素混凝土混凝土试块。共有12个体系。

3. 研究的方法与步骤

3.1原材料基本物性分析方案

（1）水泥的物理力学性能按照《GB175-2007通用硅酸盐水泥标准》测定。

（2）河砂，石物理性能及筛分技术性能检测按照《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006中的标准方法检测。

（3）海砂，淡化海砂物理性能及筛分技术性能检测按照《海砂混凝土应用技术规范》JGJ206-2010规定得用于混凝土的海砂的质量标准检测。

3.2海砂的淡化方案

图1海砂淡化流程图

将原状海砂淡化到氯离子含量为2的淡化方案探索，以200g海砂进行模拟实验，实验过程如图1所示。

3.3混凝土的配合比方案

根据已有的搅拌站混凝土配比，控制水灰比不变，按照要求按每方按单方水泥用量200、350、500公斤设计配合比，见表1。

表1 淡化海砂混凝土配合比

3.4加速锈蚀实验方案

按配合比成型混凝土试块，外露在外面的钢筋在养护时需要用玻璃胶密封以防止钢筋在养护阶段锈蚀，试件养护14d后，除去裸露钢筋表面的玻璃胶，在打磨好的钢筋处捆接好导线，完成捆接后用石蜡对所有暴露在外的钢筋进行密封，确保钢筋完全隔绝空气。

在周转箱内放入镀锌板，每块镀锌板角落打好一个4.2mm的洞穿铜线，串联周转箱，将每组6块试件或3个试块放入的周转箱内，倒入5倍海水浓度溶液，用铜线串联所有钢筋头，最后链接底部和钢筋露头的线路形成回路。

为了尽可能使钢筋均匀锈蚀，同时降低混凝土的电阻率，通电前先将 试件放置在溶液中浸泡2天。通电时，先将直流稳压稳流电源的电压值调到最大，电流值调到最小，然后打开电源使电路工作，同时调节电流值直至达到200μA/cm²的电流值。在通电的开始阶段，由于溶液浓差的极化作用，会造成电流值产生一些波动，所以通电开始阶段要注意观察电流的变化并及时校正电流。

3.5电化学检测实验方案

1.半电池电位法，直接用半电池电位检测仪。测量方法：将待测钢筋连接电位计一端，另一端连接探头，在混凝土表面移动，观测不同区域的电池电动势的变化，产生的电池电动势大小与混凝土电阻，阴阳极极化电阻及表面电位分布有关，在混凝土表面可以测出电位分布，从而可以给出等电位线，确定等电位区，其最负处为腐蚀区。优点：找出腐蚀区，评价腐蚀程度，预测结构寿命。缺点：不能得到腐蚀速度，湿度小时结果不准确。

2.线性极化法：主要基于Stern-Geray公式，当外界对混凝土内的钢筋施加一微小电压，钢筋平衡电位就会发生偏移，极化引起的过电位与极化电流在微极化区呈线性关系。优点：可以测腐蚀速度缺点：环境对测量的影响较大。

4. 参考文献

[1] 肖建庄, 张鹏, 张青天等. 海水海砂再生混凝土的基本力学性能[j]. 建筑科学与工程学报, 2018,2(35):16-22.

[2] 漆贵海, 王玉麟, 李硕等. 海砂混凝土国内研究综述[j]. 混凝土, 2013,(5):57-61.

[3] 於林锋, 王琼, 施钟毅. 海砂的性能及新型净化工艺研究[j]. 粉煤灰, 2011, 23(5):12-14.

5. 计划与进度安排

第1-4周： 2月25日-3月24日

第一、二周：收集课题相关文献资料，撰写文献综述。

第三周：拟定研究方案，准备各种原材料和实验试剂。