江西省青年科学基金

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1、研究报告正文一、项目立项依据和具体内容（重要说明：（1）要求分栏目撰写，要求翔实、条目清晰，标题突出。（2）正文报告必须附主要参考文献目录。（3）报告篇建议在4000-8000字内。）1、本研究项目的科学依据和意义（包括科学意义和应用前景，国内外研究状况、水平和发展趋势，学术思想，立论根据，特色或创新之处，主要参考文献目录和出处。基础研究需结合科学研究发展趋势来论述科学意义并举例说明对江西省科技工作的带动作用；应用基础研究和基础性工作需结合国民经济和社会发展中迫切需要的关键科技问题特别是江西省实现可持续发展所需解决的关键科技问题来论述其应用前景。）混凝土材料是当前世界上最大宗、使用

2、最广泛的人造建筑材料，也是土木工程建设的主导材料。长期以来，混凝土一直被认为是一种耐久性非常好的材料，由于这种片面思想的存在，使人们在工程设计、施工过程中忽视了混凝土耐久性的重要性，致使混凝土结构存在耐久性“先天不足”的隐患，实际工程中因混凝土耐久性不足而导致结构破坏的事例已屡见不鲜，造成的经济损失也是巨大的。所谓混凝土的耐久性，是指在使用过程中，在内部的或外部的、人为的或自然的因素作用下，混凝土保持自身工作能力的一种性能[1]。或者说结构在设计使用年限内抵抗外界环境或内部本身所产生的侵蚀破坏作用的能力[2]。它与国民经济、社会安定、环境保护、可持续发展等密切相关，是混凝土材料科学

3、的重大研究课题，也是工程界关注的重大技术问题之一。尤其是在外部环境恶劣的情况下，混凝土工程，特别是桥梁工程的耐久性问题显得比强度更加重要，它将直接影响到工程的安全性。（1）氯盐和冻融环境下混凝土的盐害问题氯盐对混凝土工程（如桥面、桥墩、路面、海工等）的影响非常广泛，不仅会引起钢筋锈蚀，如果伴有冻融发生，还会使表面混凝土大量脱落，严重影响混凝土工程的耐久与美观。由于氯盐是外界环境中普遍存在的一种介质，受盐害影响的混凝土工程日益增多，氯盐对混凝土的侵蚀已被人们重视[3]。我国东北、西北、华北地区，冬季气候寒冷、降雪量大，每年都会发生因为大雪导致公路铁路停运、飞机停航而造成巨大的损失，因

4、雪后路滑引起交通事故频发而造成的损失达数千万元。与人工清理和机械清雪相比，使用除冰盐（以氯盐为主）融雪，因操作简便、价格低廉、融雪效果好而得到广泛应用。在美国、加拿大和北欧等发达国家，除冰盐用于在混凝土高速公路和城市道桥上除雪开始得较早，我国北京首先使用了撒除冰盐措施，20世纪90年代在东北地区开始使用除冰盐，而且使用量还在不断增加。如2009年11月，长春市一场雪后撒的融雪剂就达1000多吨，大约79万元。我国黄河以北广大地区，甚至黄河至长江之间的地域也采取冬季撒盐以快速融雪，不仅公路、桥梁、城市立交桥在撒盐，而且机场、某些铁路也在撒盐，撒盐量和撒散的范围也在逐年扩大[4,5]。

5、在20世纪40年代，人们注意到使用除冰盐后，混凝土结构的破坏明显比未使用除冰盐的严重。氯盐融雪剂对基础设施的腐蚀破坏已经非常严重，美国、加拿大、德国、英国等发达国家每年用于因使用氯盐融雪剂而造成的基础设施破坏的维修费用高达上千亿美元，其维修费用是建设费用的6倍。许多发达国家都出现了不同程度的混凝土结构耐久性失效或破坏情况据估计，在发达国家，混凝土结构物的维修费用约占总投资的40%，新建工程约占60%[6,7]。我国也存在类似问题，尤其是北方地区，混凝土路面、桥面、机场跑道的盐冻剥蚀破坏问题相当严重。致使很多工程使用时间不足设计寿命的1/3就被迫拆除重建。国公路、城市交通日益发达，在

6、较长一段时间内，撒盐仍然不可避免，而且在未来较长的时期内仍会普遍使用，混凝土发生盐冻破坏将是影响我国北方地区基础设施耐久性的一个重大问题。（2）硫酸盐和冻融环境下混凝土的盐害问题硫酸盐是混凝土使用环境中经常遇到的腐蚀介质，硫酸盐腐蚀环境下混凝土的冻融破坏是典型的耐久性破坏类型之一[8]。我国西部地区的新疆、青海及内蒙等地深居内陆，地形封闭，气候干旱，盐渍土分布范围广。我国有上千个盐湖，其中，新疆有102个，青海有33个，内蒙古有370多个，西藏有220多个。盐湖的矿化度一般为300g/L左右，含盐量高且成分复杂，大多属于Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO42-体系，是一种有别于经

7、典海水体系（矿化度为34~35g/L）及咸水湖体系（矿化度为1~20g/L）的介质环境。除了地下水及地表水富盐外，甚至空气中含盐量也较大[5]。同时，这些地区气候干旱少雨，季节温差和早晚温差大，紫外线辐射较沿海地区高，处于这类环境中的混凝土将受到冻融循环和干湿循环的共同作用。随着我国工业的快速发展，一些含有硫酸盐的工业污水未经处理直接排放到河道或库区，造成了对水工构筑物的严重侵蚀[9]。例如南京武定门节制闸和抽水站，因河道上游的硫酸厂和化肥厂将工厂废水直接排入河道，导