基于钙离子扩散系数测定的混凝土渗透性原位无损测试方法研究

Permeability of concrete is an important parameter for the service life of concrete structure. Testing standard concrete specimens in laboratory could not reflect the permeability of concrete in real structure completely leads to laboratory testing methods could not satisfy research on durability of concrete structure. Nondestructive in situ testing method for permeability of concrete has great significance for evaluating the durability of concrete structure. Simultaneously, research on developing rules and influencing factors of concrete permeability needs the support of advanced nondestructive in situ testing method. According to ion migration theory, a calcium ion migration test is developed in this project. Calcium diffusivity of concrete is calculated with Nernst-Einstein equation and applied to evaluate the permeability of concrete. Based on calcium diffusivity determining, a nondestructive in situ test is designed and carried out. It is suitable for evaluating the durability of concrete structure and could give technological support for future durability research of concrete materials which service with real loads.

混凝土渗透性是决定混凝土结构耐久性的重要参数指标。采用实验室内制备标准试件测定混凝土渗透性的方法往往不能真实反映实体结构中混凝土的渗透性。实验室测试方法已经不能满足混凝土结构耐久性研究的需要。实现实体结构中混凝土渗透性的原位无损测试对于评价混凝土结构耐久性具有重要意义。同时，实体结构混凝土材料渗透性的发展规律和影响因素研究也亟待先进检测技术的支持。本项目根据离子电迁移理论，设计了钙离子电迁移试验方法，采用Nernst-Einstein方程计算钙离子扩散系数进而评价混凝土渗透性。并在此基础上，设计了根据基于钙离子扩散系数测定的混凝土渗透性原位无损检测方法与装置，避免测试过程对实体结构中混凝土材料的损伤，实现原位无损检测，为评价实体结构混凝土耐久性和深入研究服役条件下混凝土材料耐久性提供科学的检测方法。

混凝土渗透性是决定混凝土结构耐久性的重要参数指标。采用实验室内制备标准试件测定混凝土渗透性的方法往往不能真实反映实体结构中混凝土的渗透性。实验室测试方法已经不能满足混凝土结构耐久性研究的需要。实现实体结构中混凝土渗透性的原位无损测试对于评价混凝土结构耐久性具有重要意义。同时，实体结构混凝土材料渗透性的发展规律和影响因素研究也亟待先进检测技术的支持。本项目根据离子电迁移理论，设计了钙离子电迁移试验方法，采用Nernst-Einstein方程计算钙离子扩散系数进而评价混凝土渗透性。并在此基础上，设计了根据基于钙离子扩散系数测定的混凝土渗透性原位无损检测方法与装置，避免测试过程对实体结构中混凝土材料的损伤，实现原位无损检测，为评价实体结构混凝土耐久性和深入研究服役条件下混凝土材料耐久性提供科学的检测方法。.本项目主要（1）依据离子电迁移理论，在氯离子稳态电迁移试验方法和饱盐电导率测试方法的基础上，设计研制钙离子扩散系数测试仪器，完善和验证混凝土钙离子扩散系数测试方法；（2）测定混凝土材料的钙离子扩散系数，研究水胶比、矿物掺合料、养护龄期、养护方式等因素对氯离子扩散系数的影响规律。分析钙离子在混凝土材料中的迁移机理。测定混凝土材料的氯离子扩散系数，研究比较混凝土钙离子扩散系数与氯离子扩散系数的关系；（3）针对原位无损检测的要求，基于钙离子扩散系数测试方法设计钙离子电迁移原位无损检测技术；研究阴阳电极的距离、阴阳电极的尺寸、电压等仪器参数对检测结果的影响，并确定仪器参数。设计制备钙离子电迁移原位无损检测仪器，并通过现场试验验证。其它研究内容和成果，详见报告正文。本项目为深入研究混凝土材料的渗透性提供了科学试验方法，具有重要的理论参考和应用价值。.本项目经三年的研究，全面完成了项目计划书中的各项研究任务，工作进展顺利，并取得了预期的研究成果。本项目共计发表标注资助学术论文7篇，其中英文文章2篇，中文文章5 篇；SCI 收录论文1 篇，EI 收录论文1篇；申请发明专利2 项。