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1、防腐混凝土在岩土工程施工中的应用论文.freelg/L,具有强腐蚀性。在附近流经线路的沟水,水质属HCO3-·Cl--K++Na+型水,对混凝土具有中等溶出型和弱酸性侵蚀。为此设计要求桥梁墩台基础及地面上2m以下部分的墩身,涵洞基础及边墙以及2号隧道的混凝土均采用防腐混凝土。根据以上设计说明,我们在一进场就进行施工调查,首先对各作业点的地表水进行随机取样,及时送实验中心及卫生防疫站进行水质化验分析,化验结果水质呈酸性,并将水质报告送至有关部门,经确认其侵蚀程度为中等侵蚀。1硫酸盐腐蚀机理硫酸盐腐蚀是指环境中的SO42-与硬化水泥浆的某些组分(水化硫铝酸钙、氢氧
2、化钙)起化学反应,生成二水石膏或钙钒石,其相同体积比反应物增加1倍多,在水泥石内部产生很大的膨胀应力,造成混凝土膨胀开裂以至毁坏。环境水中的SO42-含量不同,能使硬化水泥浆产生不同性质的腐蚀,当SO42-浓度较低时,它使硬化水泥浆产生硫铝酸钙腐蚀,当SO42-浓度1000mg/L时,除了硫铝酸钙腐蚀外,还会产生石膏型的腐蚀。从腐蚀的实际过程来看,硫铝酸钙腐蚀是由于生成钙矾石,最初使硬化水泥浆变成密实,强度增加。但随着钙矾石生成量的继续增多,产生局部膨胀压力,使结构胀裂,强度下降而破坏,在遭受硫铝酸钙腐蚀的试体上面可看到较大裂缝,而石膏的腐蚀是先经历一个强度降
3、低的过程,继之膨胀、开裂。混凝土后期膨胀出现裂缝,主要原因是:(1)水泥中游离CaO过高,Ca(OH)2体积膨胀所致;(2)水泥中MgO过高,Mg(OH)2体积膨胀所致;(3)水泥和外加剂碱含量过高,与集料中活性硅等发生碱-集料反应所致;(4)有害离子Cl-、Mg2+等侵入混凝土内部,导致钢筋锈蚀或形成二次钙矾石膨胀破坏所致。2防腐混凝土原材料的选择考虑混凝土防腐主要是材料的耐久性,因为耐久性对结构的维修和更新费用,有重大经济意义。耐久性被定义为材料在给定的环境条件下的使用年限。一般,密实的或不透水的混凝土具有长期的耐久性,而取决于它的配合比、捣实的程度和养护
4、及正常环境的温度和湿度。在以往工程中采用抗硫酸盐水泥配制防腐混凝土。但由于抗硫酸盐水泥作为特种水泥,目前国内生产厂家生产规模较小,并受工艺、运距、数量、价格较高等因素影响,制约了防腐混凝土商品化的发展。而我们利用普通硅酸盐水泥和NF-C耐腐蚀防水剂和优质粉煤灰,配制防腐混凝土并应用到永坎铜矿改线工程上,既解决了混凝土的防腐问题,又降低了混凝土成本,取得了较好的经济和社会效益。2.1水泥国内外有关资料的分析表明,在水泥的各个主要矿物组成中,C3A的含量大小对水泥的抗硫酸盐侵蚀能力影响最大,其次取决于C3S含量。表1为水泥中各主要矿物的含量对抗硫酸盐性能的影响。水
5、泥用量增加可提高混凝土密实度,从而可以提高混凝土的抗硫酸盐性能。G.J.Verbeck对加利福尼亚州萨拉曼都硫酸盐土壤(含10%Na2SO4)中的混凝土试件进行长期研究,其结果见图1。从图1可见,当水泥用量为225kg/m3和310kg/m3时,硫酸盐溶液对混凝土的破坏程度随着C3A的增加而增大,但当水泥用量达390kg/m3时,硫酸盐溶液对混凝土的破坏随着C3A含量的增加而只有稍微增加。ASTM标准的5种水泥中除早强型水泥外,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ型水泥(水泥中C3A含量分别为10%、4%、8%和3%)混凝土的破坏几乎为零。这说明高水泥用量会显著地增强混凝土的抗渗性
6、,进而提高混凝土的抗侵蚀能力。防腐混凝土使用的水泥除物理性能满足标准要求外,其C3A含量不超过8%,同时为防止碱集料反应,应尽量采用低碱水泥,我们选用了“科华”牌P.O32.5水泥。2.2粉煤灰在本项的混凝土施工过程中,掺入一定量的粉煤灰,这样可改善混凝土的抗腐蚀性能,因为首先用火山灰质混合材将降低水泥中的C3A和C3S的含量,相当于在混凝土中所用的胶结材料是低C3A和低C3S的水泥。其次这些火山灰质混合材的水泥水化过程中产生Ca(OH)2,引起化学反应生成C-S-H凝胶,除了消除一部分Ca(OH)2外,还能提高强度。Ca(OH)2的消除将减轻其膨胀危害,强度
7、的提高则能限制其膨胀。C-S-H凝胶的产生使结构致密,降低了SO42-渗透进混凝土的能力。所以我们选用了江西贵溪电厂Ⅱ级粉煤灰。2.3砂为降低混凝土中的Cl-含量,我们选用了级配良好、含泥量等符合标准的中砂。2.4卵石通常,天然砾石呈圆形,具有光滑的表面结构;破碎的岩石表面具有粗糙结构,粗糙度取决于岩石类型及所选择的破碎设备。破碎的骨料可以含有相当数量的扁平和长条颗粒,这类颗粒对混凝土许多性质起不良影响。呈高度蜂窝状的浮石轻骨料同样呈多角形和粗糙结构,但陶粒或页岩轻骨料通常呈圆形和光滑结构。为提高混凝土密实度,我们选用0.5~4.0cm连续级配卵石配制防腐混凝
8、土。2.5防腐剂为了抑制混凝土的侵蚀,
