外部硫酸盐侵蚀作用后混凝土的侵蚀特征研究

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1、文章编号：1007—046X(2015)05—0044—03往态建材外部硫酸盐侵蚀作用后混凝土的侵蚀特征研究StudyoftheErosionCharacteristicsofConcreteafterExternalSulfateAttack施荣，郭宝峰(1．酒泉职业技术学院，甘肃酒泉735000；2冲国建材检验认证集团股份有限公司，北京100024)摘要：通过逐层分析的方法对硫酸盐侵蚀后混凝土的侵蚀产物进行了定性研究。研究表明，在5％NaSO溶液干湿循环作用后，混凝土的损伤程度由表及里逐渐降低；石膏广泛存在于

2、混凝土表层，表层下方存在大量石膏和极少量钙矾石，内部区域石膏和钙矾石共存。石膏是硫酸钠侵蚀最主要的产物，是导致混凝土表层粉化和胶凝特性完全丧失的主要原因。关键词：混凝土；硫酸盐侵蚀；石膏；钙矾石中图分类号：TU528．1文献标志码：A0前言1．2测试方法及设备1．2．1测试方法一般情况下，硫酸盐侵蚀存在两种方式[1-3]，一是水依据GB／T50082—2009《普通混凝土长期性能和耐化产物在SOz一作用下生成钙矾石；二是水化产物与久性能试验方法标准》，具体指对样品进行预处理和干湿sO：一反应生成石膏。研究结果表明

3、[4-5]，在Nas0溶液循环侵蚀试验；侵蚀结束后对样品外观形貌和抗压强度、侵蚀作用下，混凝土将出现三个损伤区：I．表层，严重开耐蚀系数进行测试；结合外观形貌特征，尝试在样品表裂和散裂；II．表层下方，侵蚀产物沉淀；Il1．沉淀区下方，层区域(0~0．5em)、近表层区域(0．5—1．5cm)和内部区域石膏可以引起表层甚至表层以下材料结构的严重损伤。(2cm)随机取样进行微观和物相测试。1．2．2力学性能测试设备1试验及方法(1)300kN微机控制电液伺服万能试验机，测量范围300kN，不确定度1N，I级精度，用

4、于侵蚀后样品抗1．1样品制备压强度的测试。制作混凝土样品的原材料信息：①42．5普通硅酸盐(2)1000kN微机控制电液伺服万能试验机，测量范水泥；②天然II区中砂，细度模数2．7，冲洗干净备用；围1000kN，不确定度1N，I级精度，用于标养28d及③碎石，(520)mm连续级配，冲洗干净备用；④自来水同龄期标养后样品抗压强度的测试。⑤混凝土设计强度等级C30，配合比见表1；⑥单卧轴混1．2．3微观测试凝土搅拌机搅拌后装入100mm×100mm×100mm模具日产VHX一600E型超景深显微镜观察侵蚀痕迹；日振

5、动成型，24h拆模后标准养护至26d；⑦侵蚀溶液由产HITACHIs一3400型扫描电子显微镜观察微观形貌。无水硫酸钠(分析纯)配制而成，质量浓度5％，每月更1．2．4物相测试换一次。表采用日产岛津7000型x射线衍射仪进行x射线衍1混，m凝土J_两g=l合口比p射(XRD)测试，cu靶K射线，电压40kV，电流30mA，步长0．02。，扫描速率2~／min，扫描范围5。80。；同时采用德国Bruker公司产TENSOR27型红外光谱仪对样品进行傅里叶变换红外光谱(FT—IR)测试，背景扫描1244coALAsH

6、5／2015到内部区域细长的棱柱体晶体，侵蚀后样品中晶体的形貌特征由表及里出现了变化。SEM测试结果偏于主观，无法判定区域内材料的类别，故对样品进行了相关的物相测试。2．3物相测试4uULJ35003u【JLJ2州2000l州lUUU洲2-3．1X射线衍射(XRD)波数／cm-1XRD测试结果见图5。除石英(Q)和碳化产物图6侵蚀后混凝土的FT—IR光谱(C)的特征峰夕卜①三个区域内材料均无Ca(OH)，特征峰，对以上试验结果综合分析可知，宏观试验结果表明表明侵蚀介质与Ca(Oft)，发生了化学反应，消耗了ca表

7、层材料粘聚性严重损失，表层以下区域粘聚能力有限；fOH)，；②表层区域石膏特征峰(G)明显，存在强度极微观测试结果和物相测试结果表明样品表层区域侵蚀最弱的钙矾石特征峰(E)，表明该区域石膏的存在占据主为彻底，表层区域丧失对内部的保护能力后，内部将会要地位；③近表层区域存在强度较弱的钙矾石特征峰遭受更为严重的侵蚀。若侵蚀持续进行，内部材料将逐(E)，该区域石膏的存在量仍然很多，但是钙矾石的存在渐被粉化。因此，在干湿循环条件下，石膏的大量产生量要略高于表层材料；④内部区域同时存在强度大致相同是混凝土粉化的主要原因，同

8、时石膏也是硫酸钠侵蚀后的石膏特征峰和钙矾石特征峰，表明该区域石膏和钙矾最重要的产物。石的存在量基本相当。3结论对硅酸盐水泥混凝土样品在质量浓度5％NaSO溶液干湿循环250次侵蚀后的研究结果表明：(1)沿深度方向，混凝土材料的损伤程度逐渐降低；(2)混凝土材料表层区域石膏普遍存在，近表层区域存在大量石膏、少量钙矾石，内部区域石膏和钙矾石10zo30珥U50ou70U28存