硫酸盐环境下的混凝土冻融变形规律

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1、张东方等：硫酸盐环境下的混凝土冻融变形规律DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．06．001硫酸盐环境下的混凝土冻融变形规律张东方，万小梅，张同波(1．青岛理工大学蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心。山东青岛266033；2．青岛理工大学土木工程学院，山东青岛266033：31青建集团股份公司，山东青岛266071)【摘要】文中试验研究了混凝土试块在硫酸盐腐蚀和冻融循环复合条件下的变形发展规律。在质量分数5％的硫酸钠溶液、5％的硫酸镁溶液和水中，对引气和未引气的混凝土试块进行快速冻融，同时在5％硫酸钠溶液和5％硫酸镁溶液中浸泡混凝土试块以进行对比，在此过程

2、中采用静态应变仪测量试块的应变发展规律。研究结果得，在1200min时间里，引气的试块要比未引气的试块应变增长量大一倍。在硫酸钠溶液冻融条件下的试块应变增长最快，破坏最显著，其后依次是水中冻融、硫酸镁溶液冻融、硫酸钠溶液浸泡和硫酸镁溶液浸泡等条件下的试块。【关键词】混凝土；硫酸盐腐蚀；冻融循环；变形规律【中图分类号】TU528．01【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)06—0001—030引言役性能退化提供试验基础。1892年，MihaEllis首先发现了硫酸盐对混凝土1试验概况的侵蚀作用。随后100多年里，各国学者对硫酸盐侵1．1原材料及混凝土配合比蚀进行

3、了大量的、全面的研究，积累了丰富的文献资为降低误差，试验使用的是水灰比为0．6的水泥料。前苏联、美国、欧洲等相继制定了混凝土抗腐蚀砂浆试块，包括引气和非引气两种类型。配合比如表的标准，为防止和延缓混凝土的硫酸盐侵蚀取得了明1所示。试验原材料包括：山水东岳集团水泥厂生产显的效果，Piasta等⋯对于持续压缩荷载作用下混凝的RO42．5普通硅酸盐水泥；砂子为大沽河出产的中土抗硫酸盐侵蚀性能进行了研究，Schneider_2于1993砂，级配合格；江苏博特聚羧酸高效减水剂，科力建材年首先开始了对高性能混凝土的应力腐蚀研究，Zivica有限公司生产的松香热聚物引气剂，普通自来水。等研究了

4、压缩荷载作用下硫酸盐溶液对水泥砂浆表1试块配合比的腐蚀特性。与国外相比，我国在混凝土硫酸盐侵蚀泥减水剂水引气剂水灰方面的研究起步较晚。黄战等人介绍了因硫酸盐配合比比／kg·Ill一。j／kg·m一，)％／kg·m-3％侵蚀引起的混凝土结构耐久性损伤现状与研究情况，分析了其损伤机理。金祖权等人研究了矿渣混凝土在5％硫酸钠溶液中浸烘循环，其相对动弹模量，幅值及抗压强度演化规律。张云清等人采用快速法1。2试件制作和试验方法研究了高强混凝土和大掺量矿物掺和料混凝土在水砂浆试块尺寸为40mmX40mm×160mm，试验中和5％硫酸镁溶液中的抗冻性。黄士元等研究了混重点考虑溶液种类对混凝土变

5、形规律的影响，试块冻凝土在硫化钠溶液腐蚀环境下的抗盐冻剥离性。孙融(浸泡)环境分为五组(质量分数为5％硫酸钠溶液伟等研究了混凝土在3．5％硫化钠和5％硫酸钠溶冻融、5％硫酸镁溶液冻融、5％硫酸钠溶液浸泡、5％硫液腐蚀环境下的抗冻性。但是国内外对混凝土在硫酸镁溶液浸泡、水冻)，每组各包括2块基准试块和2酸盐腐蚀和冻融循环作用下的研究大多针对其抗拉块加0．03％引气剂的试块(c和CA)，另外制备相应强度、抗压强度、抗折强度、相对动弹模量以及质量损的温度补偿试块。砂浆试块浇筑24h后拆模，之后将失等特性，然而在受硫酸盐腐蚀和冻融循环作用的混试件放人(20±2)℃的水中养护至28d龄期。

6、凝土应力应变关系的研究很少。文中将通过试验，研将到达养护龄期的试块从水中取出，晾干表面。究砂浆试块在硫酸盐腐蚀和冻融循环复合条件下的在试件的两成型面沿试块纵向方向粘贴尺寸为3mm变形规律，为进一步探讨类似环境下混凝土结构的服×30mm的胶基应变片，然后涂上环氧树脂保护。将[基金项目】山东省高校优秀科研创新团队资助项目；山东省自然科学基金资助项目(ZR2011EEQ031)；山东省高等学校科技计划项目(J14LG05)；青岛市基础研究一联合基金计划项目(13—1—4一l15一jch)。张东方等：硫酸盐环境下的混凝土冻融变形规律32．3试块在冻融和浸泡条件下的变形规律氧根反应，在混凝

7、土表面生成氢氧化镁密闭膜，减缓∞6∞5∞4∞3∞2∞1O∞1∞2了∞6硫∞5酸根∞4离∞3子∞2和∞1水o的进∞1入∞2，在一定程度上减慢了钙矾石、石膏等膨胀物的形成和水结冰的进程，另外镁离子具有降低冰点的作用，所以试件在硫酸镁冻融条件下要比水冻变形小。试块在5％硫酸钠溶液浸泡情况下的变形要大于5％’硫酸镁溶液。那是因为试块在5％硫酸镁溶液中浸泡，镁离子与氢氧化钙反应在混凝土表面生成了氢020040060080010001200氧化镁保护膜，减缓了硫酸根离子的侵蚀，所以一开时间／