侵蚀方式对硫酸根离子在混凝土中传输的影响

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1、第27卷第3期长江科学院院报V01．27No．32010年3月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteMar．20l0文章编号：1001—5485(2010)03—0062—04侵蚀方式对硫酸根离子在混凝土中传输的影响李凤兰，马利衡，高润东，赵顺波(1．华北水利水电学院土木与交通学院，郑州450011；2．清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084)摘要：对连续浸泡和干湿循环2种侵蚀方式下硫酸根离子在混凝土中的传输过程进行了比较研究。选取混凝土强度等级为C40，采用室温下自然干燥方式

2、，硫酸钠侵蚀溶液的浓度为800，6000，50000m#L。当侵蚀龄期分别达到30，90，180，360，580d时，采用钻芯、分层切片、研磨提取水泥石粉末样本进行化学分析，测定不同深度处?昆凝土的硫酸根离子含量。结果表明：总体上看干湿循环与连续浸泡相比更具有加速硫酸根离子向混凝土内传输的作用，使同深度处硫酸根离子含量增加；浓度较低的侵蚀溶液硫酸根离子具有更易于向混凝土深处传输的趋势，使较深处硫酸根离子含量增加；浓度较高的侵蚀溶液更偏于按着由表及里破坏的方式对混凝土产生侵蚀，使高含量的硫酸根离子聚集在浅层混凝土中。关键词：混凝土；硫酸盐侵蚀；连续浸泡；干湿循

3、环；硫酸根离子；传输中图分类号：TU502．5文献标识码：A硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的一个重要因成分如表1所列；骨料采用细度模数为2．7l的天然河素。硫酸盐能够与混凝土中水泥水化产物发生化学砂和最大粒径为20mlTl的连续级配碎石。混凝土设反应，生成体积膨胀性侵蚀产物，导致混凝土膨胀开计强度等级为C40，配合比为水：水泥：砂：碎石=裂¨，破坏混凝土与钢筋的粘结，甚至使混凝土201：457：591：1201，水灰比为0．44，砂率为33％，拌合表层脱落，失去对钢筋的保护作用。按外部环境作水为自来水。用的不同，硫酸盐侵蚀分为连续浸泡、干湿循环和部表1水泥的化

4、学成分Table1Chemicalcompositionofcement％分浸泡3种类型。连续浸泡主要是因化学侵蚀引起?昆凝土的破坏，而干湿循环则是化学侵蚀和物理结!!31．4341．28l2．433．343．224．25晶的综合作用。各国学者对硫酸盐侵蚀进行了较多的研究。在干湿循环研究方面，很多试验采用了加热干燥的循试验采用100mm×100mm×100mill标准立方环方式，但是加热时混凝土中的组分以及侵蚀产物体试件，浇注成型后标准养护28d，随后进行腐蚀试会发生热分解’，将对侵蚀机理的研究产生干扰。验。采取2种侵蚀方式J：一种是长期浸泡腐蚀试本试验采用

5、室温下自然干燥方式，模拟了自然环境验，将试件放入到Na：S0溶液中进行连续浸泡；另中的干湿交替现象，采用硫酸钡重量法检测混凝土一种是干湿循环腐蚀试验，将试件先放人硫酸钠溶中硫酸根离子含量，并结合热分析技术对侵蚀产物液中浸泡15d(湿状态)，再取出在空气中干燥15d进行辨认，研究了连续浸泡和干湿循环2种侵蚀(干状态)，作为一个干湿循环。硫酸钠溶液浓度对方式对硫酸根离子在混凝土中传输的影响，为硫酸应于混凝土所处环境分类及其作用等级的中度、严盐侵蚀机理的研究提供了依据。重和非常严重，分别为800，6000，50000m#L(3种溶液分别用B，C，D表示)。浸泡过程

6、中为保持溶液浓度不变，用塑料薄膜对溶液进行密封以防止挥1试验概况发，侵蚀在室内进行，溶液定期更换，温度保持在试验用原材料：水泥采用郑州金龙水泥股份有限20℃左右，相对湿度保持在70％左右。公司生产的“龙源牌”42．5级普通硅酸盐水泥，其化学为准确反映硫酸根的一维侵蚀规律，减小多向收稿日期：2009—03—15；修回日期：2009-05—13基金项目：河南省杰出青年科学基金(04120002300)，国家自然科学基金委和雅砻江联合基金(50579096)作者简介：李凤兰(1964一)，女，河北武邑人，教授，主要从事土木工程材料研究，(电话)0371．65790

7、237(电子信箱)1ifl64@nCWU．edu．cn。第3期李凤兰等侵蚀方式对硫酸根离子在混凝土中传输的影响63侵蚀的干扰，采用双面(对面)侵蚀，其余4面(包括2．2硫酸根离子在混凝土中传输的规律成型面)用石蜡密封。侵蚀龄期为30，90，180，270，根据试验测试结果，可以将2种侵蚀方式作用360，580d时，使用工程钻芯机钻芯取样，然后进行下混凝土表层(深度0．75ITlrft处)和内层(深度切割分层，每次以3个混凝土试块为1组，样芯直径2．5mm处)的硫酸根离子含量随侵蚀龄期的变化，为20mill，第一层厚度取1．5mm，第二层厚度取2绘制如图1所示

8、。mlTl，以后每层厚度均取5mm，分别对应侵蚀深度