杂散电流与氯离子共存环境下混凝土的劣化机理及材料设计

地铁工程混凝土材料往往处于杂散电流与氯离子共存环境中，二者对混凝土劣化的相互促进作用使其劣化机理比单因素更为复杂。本项目从研究二者共存环境下混凝土劣化特征入手，研究氯离子极限浓度值与杂散电流强度之间的关系，提出该条件下表征氯离子极限浓度值的方法；研究杂散电流对固化状态氯离子稳定性影响，探明化学键合和物理吸附对氯离子的约束力在杂散电流形成电磁场影响下的时间有效性；研究杂散电流对氯离子在混凝土内部的传输方式和速率的影响，建立该条件下氯离子扩散模型；探明氯离子向混凝土内部扩散速率与混凝土阻抗值及杂散电流强度之间关系，建立该条件下钢筋锈蚀模型，揭示二者共存环境下的混凝土劣化机理，提出其设计指标要求。通过研究聚合物改性作用和轻集料表面结构特征对混凝土阻抗和抗渗的影响，采用聚合物、轻集料和矿物掺合料复合的方法，优化设计出高阻抗高抗渗混凝土。本项目研究成果可为地铁等工程混凝土耐久性设计提供理论参考依据。