氯盐侵蚀和干湿循环条件下浮石混凝土的耐久性

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1、第34卷第21期农业工程学报Vol.34No.212018年11月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringNov.2018137氯盐侵蚀和干湿循环条件下浮石混凝土的耐久性※刘倩，申向东，薛慧君，王仁远，刘政（内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特010018）摘要：为了探究干湿循环条件下氯离子对浮石混凝土的侵蚀机制，借助核磁共振测试技术，分析浮石混凝土在干湿循环条件下微观孔隙结构特征，对侵蚀后的浮石混凝土内部微观结构进行X射线衍射物相分析与电镜扫描分析

2、，进而探讨浮石混凝土抗氯离子侵蚀性能。研究结果表明，在氯盐侵蚀作用下，浮石混凝土和普通混凝土的质量损失变化率与相对动弹性模量变化趋势相一致；发现浮石混凝土谱面积是普通混凝土谱面积的1.0～1.7倍；浮石混凝土侵蚀破坏主要为内部发育新的小孔隙和中小孔隙向大孔隙和裂纹发育造成的，普通混凝土侵蚀破坏主要为内部的微小孔隙和小孔隙向大孔隙和裂纹发育造成的；浮石混凝土0.1～1.0μm孔隙所占比重较多，普通混凝土0.01～0.1μm孔隙所占比重较多；干湿循环120次后浮石混凝土孔隙度增加26.7%，自由流体饱和度减少1.0%，干湿循环12

3、0次后普通混凝土孔隙度增加77.8%，束缚流体饱和度减少7.3%；氯盐侵蚀后均生成以Friedel盐为代表的多种腐蚀结晶物。该研究可为浮石混凝土在氯盐环境下农业水利建设提供理论依据。关键词：混凝土；侵蚀；孔隙度；氯盐；干湿循环；浮石；微观形貌；孔隙结构doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.21.017中图分类号：TU528；TV431；S277.7文献标志码：A文章编号：1002-6819(2018)-21-0137-07刘倩，申向东，薛慧君，王仁远，刘政.氯盐侵蚀和干湿循环条件下浮石混凝土的耐久性

4、[J].农业工程学报，2018，34(21)：137－143.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.21.017http://www.tcsae.orgLiuQian,ShenXiangdong,XueHuijun,WangRenyuan,LiuZheng.Durabilityofpumiceconcreteunderchlorideerosionandwet-drycyclingconditions[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalE

5、ngineering(TransactionsoftheCSAE),2018,34(21):137－143.(inChinesewithEnglishabstract)doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.21.017http://www.tcsae.org为球形或椭球形气孔，具有质轻、多孔、吸水率大、耐0引言[9-11]腐蚀等特性。利用多孔的浮石作为粗骨料，可配制浮[1]中国西北部地区分布着1000多个不同类型的盐湖，石混凝土，浮石混凝土强度与普通混凝土无明显差异，2其中内蒙古地区分布375个盐

6、湖，盐湖总面积达1441km，能够满足一般工程使用要求[12-14]。Hossain等[15]通过研究是中国盐湖分布较多的地区之一，可划分为呼伦贝尔高浮石混凝土的强度与耐久性，得出浮石混凝土的强度满原盐湖区、锡林郭勒-乌兰察布高原盐湖区、鄂尔多斯高足普通混凝土强度要求，浮石混凝土在耐久性方面优于[2]原盐湖区、阿拉善高原盐湖区，此外，盐湖水主要为多[16]普通混凝土。Parhizkar等对浮石轻骨料混凝土的抗硫种离子共存的复合型卤水，而氯离子是内蒙古地区盐湖酸盐性能进行研究，研究表明初期硫酸盐渗入内部使得[3]中离子浓度含量最高的

7、阴离子。盐湖周边分布着大面积整体更为密实，后期结晶物累积使内部膨胀产生裂隙。的盐渍土，由于当地气候条件严酷和复杂的土壤环境，[17]董伟等对浮石轻骨料混凝土冻融损伤机理及服役寿命混凝土工程结构与材料经常遭受各种不利环境的影响，进行研究，建立了浮石轻骨料混凝土直线和曲线双段式如气候条件中干湿、冻融的作用以及氯盐、硫酸盐等有相对动弹性模量衰减方程。针对于浮石混凝土的研究多害盐的侵蚀作用，混凝土结构的耐久性因此受到了严重侧重于力学性能与抗冻性的研究，但从孔结构角度分析的威胁。针对盐渍环境下服役的混凝土结构的耐久性损盐渍环境下浮石混凝土抗

8、氯盐侵蚀损伤规律尚不充分。伤机理，大量学者研究表明混凝土中氯离子的扩散规律[4]为了对比浮石混凝土与普通混凝土在氯盐侵蚀和干满足菲克第二定律；研究发现混凝土在氯盐侵蚀后生成以Friedel盐为代表性的腐蚀结晶物[5-6]；混凝土在干湿循湿循环条件下