混凝土在硫酸盐侵蚀及冻融环境下的耐久性试验研究

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1、文章编号：1007-046X(2014)03-0029-03匿废觏雁L—L一L—LLL

2、混凝土在硫酸盐侵蚀及冻融环境下的耐久性试验研究ExperimentalStlIdyofDurabil姆ofC0ⅡcreleunderConditionsofSulfateAttackandFreezingandTha1]IringCycle赵明1，王怀义(1．新疆农业大学，新疆乌鲁木齐830052；2．新疆水利水电科学研究院，新疆乌鲁木齐830049)摘要：通过在室内模拟冻融及硫酸盐综合作用的环境，考查混凝土在这两种环境下

3、耐久性的变化，提出了与普遍认为两种环境会加速混凝土劣化的不同观点。通过对试验结果的宏观对比和微观分析，找出在此两种环境下混凝土结构耐久性的变化规律。关键词：混凝土；硫酸盐；冻融破坏中图分类号：TU528．33文献标志码：A0前言1原材料和混凝土配合比对于混凝土冻融破坏的机理，外国学者提出的静水压(1)水：蒸馏水。假说【1和渗透压假说【2]是两个解释混凝土冻融破坏的经典理(2)水泥：试验中所用水泥均为天山P．042．5水泥，论，但是对一些典型的混凝土盐冻破坏现象不能很好地解各项指标见表1。释。一般认为，冻融中盐

4、的加入对混凝土有正负两方面的表1水泥物理、：tj学性能检验结果作用。盐可以降低水溶液冰点被认为是一个有利于降低混凝土盐冻破坏的正效应，而其负效应包括：①提高饱水度；一性／min／MPa／MPa②过冷溶液最终结冰将增加破坏作用；③盐浓度梯度会导致混凝土分层结冰，从而造成应力梯度；④盐因过饱和而(3)粉煤灰：粉煤灰为玛纳斯电厂生产，检验结果见结晶产生结晶压。但是通常在盐浓度较低的情况下②③④表2，达到I级粉煤灰技术要求。的负效应影响很小，仅第一个负效应是主要因素。杨全兵表2粉煤灰技术性能检验结果对于混凝土氯盐冻融

5、破坏机理提出了一种假说『3-】：混凝土在盐溶液的环境下进行冻融破坏主要由内部饱水度、溶液结冰膨胀率和结冰压平衡值、溶液结冰产生结冰压的临界饱水度几方面因素决定。但他仅对氯化钠溶液冻融条件下进行了相关试验研究。硫酸盐冻融破坏与氯盐冻融破坏有(4)粗细集料均为工地料场生产，混凝土采用了一级所不同，因为硫酸盐对混凝土还会产生结晶膨胀型的硫酸配，粗集料粒径为5～20mm。细集料细度模数2．9。盐侵蚀。(5)配合比：本次试验采用水胶比0．33的混凝土，为了研究混凝土在硫酸盐侵蚀和冻融破坏综合作用的见表3。表3试验研究所

6、采用的混凝土配合比劣化情况，本文主要进行了混凝土试件在硫酸盐侵蚀环境下的强度变化试验和硫酸盐侵蚀环境下冻融试验。从微观编号警蘑结构上观察混凝土在两种破坏综合作用下的内部变化。KT-IR天山042．5335．5802463542l2515基金项目：水利部公益性行业科研专项经费项目(编号：201201037)，自治区公益性科研院所基本科研业务经费项目。3／2014粉煤灰292试验方法及结果结果见图3、图4。——◆一蒸馏水中质量损失2．1混凝土试件在硫酸盐侵蚀环境下的强度变化试验——-一15％硫酸溶液中质量损失l—

7、●r一3％硫酸溶液中质量损失方案及结果环境水选择为：1．5％浓度硫酸钠溶液(sO．一离子浓度10000mg／L)、1．5％浓度硫酸钠溶液(sO一离子浓}050lO015020025030035040045050o度20250mg／L)和用于对比的蒸馏水水环境。将选定的高冻融循环数性能混凝土配合比，经试验配制后，成型一天后拆模，即未经养护混凝土试件的质量损失放入蒸馏水及不同浓度的侵蚀溶液中，测试其侵蚀龄期为—◆一蒸馏水中相对动弹模3d、7d、28d、60d及90d抗压强度的变化。试验结果——_—1．5％硫酸溶液

8、中相对动弹模见表4。l10—●r一3％硫酸溶液中相对动弹模105表4强度变化结果1O0溶液浓度(so抗压强度(MPa)／强度比(溶液中与水中强度比)95离子浓度，mg／L)3d7d28d60d90d9o85。鼎g鼎．靶g景鼎g景鼎g宾8卜卜卜卜卜卜卜卜卜冻融循环数图2未经养护混凝土试件的相对动弹性模量2．2混凝土盐冻环境的试验方案及结果8莲槲64辎2O图，—‘◆一蒸馏水中质量损失混凝土的盐冻试验参照SL352-2006《水工混凝土试——--_1．5％硫酸溶液中质量损失验规程》中混凝土抗冻性试验进行。试件规格为

9、100mm8L—卜3％硫酸溶液中质量损失槲6x100mmx400mm的棱柱体。试验停止要求为以下几点。i◆，一丑硎2(1)达到500次冻融循环。蟋0(2)相对动弹性模量下降至初始值的60％。050100150200250300350400450500(3)质量损失率达5％。冻融循环数冻融试验主要分为两种方案。图3标养28d混凝土试件的质量损失方案一：试件成型1d后即分别放入蒸馏水、1．5％—◆一蒸馏