不同环境条件下混凝土的抗盐蚀性能研究

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1、·5小混凝土工程耐久性研究和应用不同环境条件下混凝土的抗盐蚀性能研究谢友均刘运华龙广成石明霞唐旭光中南大学土木建筑学院长沙410075【摘要】采用相对动弹模量、抗折强度、抗压强度等参数，试验研究了干湿交替及冻融条件下，不同混凝土抗硫酸盐结晶侵蚀性能及抗冻融循环的性能，进一步结合28d混凝土6h库仑电量的测试结果探讨了混凝土硫酸盐结晶侵蚀、冻融破坏的控制因素。试验结果表明:不同混凝土的抗硫酸盐结晶侵蚀性能与混凝土6h库仑电量之间存在显著的相关性，混凝士6b的库仑电量降低，混凝土抗盐结晶性能明显改善;然而，混凝土的抗冻融性能与其6h库仑电量之间则存在较为复杂的关系。混凝士的抗冻性能受冻融

2、介质及混凝士组成的影响显著。【关键词】硫酸盐结晶侵蚀冻融循环6h库仑电量混凝土混凝土一直是土木工程中用量最大的结构材料。无论是在正常工作环境中，还是在侵蚀性环境中，混凝土结构所表现出的耐环境能力较之金属材料或其他材料好，大多数情况下无需修补即可使用数十年甚至上百年。然而，随着社会的发展，混凝土服役的环境变得日趋复杂与严酷，人们发现:“混凝土材料在某些环境条件下并没有所预期的那样耐久’。特别是近四五十年以来，棍凝土结构物因材质劣化在未达到设计寿命就失效以至破坏崩塌的事故在全世界范围内屡见不鲜，该种趋势有愈演愈烈之势。导致混凝土耐久性问题的因素繁多，包括钢筋锈蚀、盐类侵蚀、冻融作用等。混

3、凝土结构环境服役中的各种盐对混凝土形成的盐害作用，已成为目前国内外混凝土耐久性研究的焦点tl，ZI。我国地域环境复杂，气候变化剧烈，存在漫长的海岸线和众多岛屿，以及西部地区的盆地与平原区，西部地区广泛分布着大量以硫酸盐和氯盐为主的盐渍土，在恶劣的气候条件下，盐渍土的盐卤腐蚀和结晶膨胀侵蚀破坏相当严重。一些道路、桥梁、建筑物、地下管线乃至电线杆等，仅使用几年就遭受严重腐蚀破坏。我国的大规模基础设施建设方兴未艾，如何确保这些新建工程以及既有结构的耐久性，成为摆在混凝土材料研究者、工程建设施工人员前面的重大课题。本论文结合近年来混凝土耐久性领域的研究进展【2一川，重点研究不同水灰比、矿物掺

4、和料等不同混凝土的抗硫酸盐物理结晶侵蚀性能及其抗冻融性能，并结合混凝土渗透性测试结果，探讨混凝土在盐结晶、盐溶液冻融条件下的劣化机理及其控制因素，为严酷环境条件下高性能混凝土的制备提供技术依据。1试验1.1原材料湖南湘乡水泥厂生产的韶峰牌P.042.5级水泥。湖南湘潭电厂生产的粉煤灰经磨细加工，比表面积约为60mZlkg。贵州遵义硅铁合金厂生产的微硅灰，5102含量为92.4%。湖南湘江产河沙，中沙细度模数为2.65，n区级配合格。湖南湘潭市郊产5一20ln石灰石碎石，压碎指标为7.7%。高效减水剂:上海花王碱化学有限公司生产的迈地10茶系高效减水剂。水泥(PC)、粉煤灰(FA)、硅

5、灰(SF)的化学性质见表1所示。综迷.55.表IPC‘FA、SF的化学成分化学成分1%;访哭5102A1203F叱伪CaOMgo503烧失tPC24.34.83.855.34.22.22.4FA52.7.25.89.73，71.20.2.5.0SF92.40.66.口曰曰..曰1.2研究方案与配合比设计，试验主要探讨了水灰比、矿物掺和料种类、掺量等因素对混凝土抗硫酸盐物理结晶侵蚀、抗冻融循环破坏性能的影响，并测试混凝土氯离子渗透性能。不同水灰比混凝土配合比组成如表2所示，掺矿物掺和料混凝土配合比是在A3系列混凝土的基础上采用矿物掺和料以质量百分数等量取代水泥，其他均与A3相同，掺粉煤

6、灰的简称为B系列;掺硅灰的为C系列;粉煤灰与硅灰复掺的为D系列。各系列混凝土坍落度控制在(161)土10)rDrno表2混凝土配合比水泥砂碎石用水t减水剂坍落度系列水灰比1(kglm3)1(kglm3)1(kglm3)1(kglm3)掺t/%lmmAl0.5532768511351800.5160A20.4537868511351700.9150A30.3546068511351611.11501.3试验方法;混凝土力学性能按《普通混凝土力学性能试验方法》(GBJ81一85)进行。混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能的试验采用在硫酸钠溶液中浸泡与干湿循环方式进行混凝土的硫酸盐化学侵蚀、物理结晶侵

7、蚀性能试验研究。试验采用的干湿循环制度为24h为一个循环，干燥时间为10h，浸泡时间为14h的建立‘NaZS认饱和液配制方法参照建筑用砂坚固性试验方法之“硫酸钠法’(GB厅14684一2001)执行。实验拟通过测定硫酸盐溶液侵蚀前后试件强度、动弹性模量等参数的变化，来评价混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。混凝土抗冻融循环性能采用快冻法并参照《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》(GBJ82一85)执行，混凝土动弹性模量测试按(GBJ82一85)中的共振法进行。混凝