滨海侵蚀性环境对混凝土的腐蚀试验研究

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1、第30卷第10期长江科学院院报Vo1．30No．102013年10月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstitute0ct．2013DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2013．10．0192013，30(10)：94—98滨海侵蚀性环境对混凝土的腐蚀试验研究陈纲(武汉船舶职业技术学院船海学院，武汉430050)摘要：总结了地下水对混凝土的腐蚀作用机理，分析了经过土壤长期腐蚀后混凝土的抗压强度试验数据，分析表明，不同混凝土试件在相同土壤中的强度变化规律不尽相同。对某地铁工程沿线地下水进行取样，分析了其化学成分，并

2、对其腐蚀性进行评价。然后根据地下水中cl一和s0一的含量配制4种不同浓度的腐蚀性溶液，进行混凝土试块的腐蚀试验，测定试块的质量变化和抗压强度。试验结果表明：混凝土试块质量有所增加，但各溶液中变化趋势不一致；另外，不同溶液中混凝土试块的抗压强度变化规律也不同。试验结论可为类似研究和工程实践提供参考。关键词：地下水腐蚀；混凝土；耐久性；质量损失；抗压强度中图分类号：TU462文献标志码：A文章编号：1001—5485I2013)10—0094—05值一般不小于13，在高碱性环境下，钢筋表面会形成耐腐蚀的钝化膜J。混凝土材料的粗糙性和多1研究背景孔性有利于其表面吸收水分，当含有Cl一，S

3、O一的地铁因其快速、载客量大、准点、低污染等优点地下水渗入混凝土中时，水泥水化产生的Ca(OH)成为解决大城市公共交通问题的首选方案。地铁结溶解，游离的Ca(OH)或ca会产生扩散而浸析，构主要位于地面以下10—20m范围内，沿海沿江地尤其是易通过毛细孔通道而迁移。而随着Cl一、区地下水位往往较高，此类地区地铁结构将处于地SO一等的侵入，混凝土微d,：fL隙中的碱性降低，混下水环境中。GB50157-2003《地铁设计规范》规凝土中原有胶凝材料组成发生变化，也就是钢筋保定⋯，地铁主体结构工程设计使用年限为100年。护层物质会发生变化，当pH<11时，钢筋表面的钝地铁工程属于隐蔽工程

4、，其结构的腐蚀现象往往不化膜极易破坏。最后由于失去钝化膜的保护，钢筋易被发现，一旦发生将会降低结构的承载能力，在腐蚀性水溶液的电化学作用下发生锈蚀。据统威胁地铁的安全，因此，地铁主要承载结构的耐久l生计，铁锈的体积比铁本身大2—4倍，产生的膨胀力将会极大地影响地铁的服务年限和使用安全_3j。可高达30MPaJ，从而使混凝土产生沿锈蚀钢筋地下水一般含有多种化学成分，当某种成分含的裂纹与剥落，并最终导致结构丧失承载力。量达到一定程度时，钢筋混凝土结构就遭受地下水另外，水化作用产生的Ca(OH)、水化铝酸钙、的腐蚀威胁。大规模的工程开挖需要人工降水，人低硫型硫铝酸钙等不稳定产物，易与水中

5、SO，cl一类生产生活的需求使得地下水开采量不断加大，这和CO等物质反应，生成钙矾石(3CaO·A10·些人类活动都加速了地下水的运移，从而使得地下3CaSO4·32H20)、水化氯铝酸钙(3CaO·A12O·水的水质发生变化_4j。在沿海地区，由于海水的人3CaC12·IOH20)、水化碳铝酸钙(3CaO·A1203·侵作用，地下水对钢筋和混凝土的侵蚀性成分主要3CaCO，·11H：0)等复盐，导致体积膨胀而产生腐蚀为Mg¨、C1一和SO，例如在对深圳、杭州的地铁应力J，使得混凝土耐久性进一步降低。勘察中，均发现地下水中有cl一、SO5J。因此，研地下水中也常含有大量的镁盐，主要

6、以MgSO究各种化学成分对钢筋混凝土材料的侵蚀作用具有及MgC1的形式存在。这些镁盐能与水泥石中的重要的科学意义和工程应用价值。Ca(OH)：发生反应，生成物中的CaC1易溶于水，Mg(OH)松软无胶结力，从而破坏了混凝土的结2地下水的腐蚀作用机理构。镁盐侵蚀的强烈程度，除取决于Mg的含量在混凝土微小孔隙中存在碱性孔溶液，其pH外，还与水中cl一，SO一含量有关，此时将产生收稿日期_,2012-07—31；修回日期：2012—09—12作者简介：陈纲(1978一)，男，湖北武汉人，讲师，硕士，主要从事工程地质和岩土力学方面的教学和研究工作，(电话)15926218977(电子信箱)

7、chengang0614@163．corn。第10期陈纲滨海侵蚀性环境对混凝土的腐蚀试验研究95暖出加∞如∞如加m0●Mg，cl一和sO一多种侵蚀的综合作用。混凝土试件的最终强度与初始强度相比变化不大，硅酸盐混凝土试件抗压强度则完全消失变为0。其余2个测站中，贵阳站土壤pH=5．0，为酸性3土壤对混凝土的长期腐蚀试验研究土壤，三峡站土壤pH=7．1，显中性。表1显示，贵地下水对混凝土的腐蚀是一个长期过程，往往阳站和三峡站的硅酸盐混凝土腐蚀后强度均极大降要持续数年甚至数