论公路隧道混凝土防腐蚀耐久性试验探究

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1、论公路隧道混凝土防腐蚀耐久性试验探究摘要：许多地区高速公路隧道混泥土路面和衬砌在运营通行期间都出现了不同程度的病害现象，这对高速公路隧道中车辆运行造成了安全隐患，经过对高速公路出现病害地段的进行分析，对混凝土的长期防腐蚀耐久性能进行了试验研究，并对其结果做出了分析总结。关键词：腐蚀媒介；混凝土；强度一、高速公路隧道混凝土路面病害地段的调查高速公路隧道路面混凝土发生裂坏破损主要有三种类型：移动、开裂和形变。而经过调查发生混凝土病害路面主要以开裂为主。开裂是指衬砌出现龟裂和裂缝，开裂的形成是由于混凝土发生变形导致的结果。但是由于诱发高速公路混凝土出现的开裂病害种类繁多，形成开裂的原因也十分复杂，

2、所以在现有的理论研究水平上还不能够从根本上对其作出解释，在通过了师弟的考察，分析后得出高速公路混凝土发生开裂的主要原因有以下三点。（一）腐蚀由于混凝土中调制中水泥品种的不同，以及含侵蚀性介质水的作用导致混凝土本身具有一定的腐蚀性。并且受到天气环境影响，使其表面受到多种化学介质的侵入对混凝土造成腐蚀。湿度也能使其腐蚀的速度加快，使混凝土长期处于腐蚀状态下，由此形成开裂。（二）冻害近年来我国天气变化异常，气温变化巨大，使其高速公路混凝土在巨大的昼夜温差及换季温差下，发生热胀冷缩的效应，从而引发了开裂病害的产生。（三）化学物质隧道随处地段中含有丰富的为学成分为CaS04的膏盐，这一类盐易溶于水，能

3、造成大规模的溶洞，并且如果发生硫酸盐和氯盐浸入到混凝土当中，都能对混凝土造成腐蚀，使混凝土的性能不佳，降低了混凝土的耐久性。根据国家发布的（JTGF60—-2009）《公路隧道施工技术规范》中要求到隧道施工必须遵守国家行业的质量标准。而交工时也必须对水泥混凝土抗压抗腐蚀强度进行评定。所以找到良好的混凝土对于隧道施工的顺利完工以及日后的耐用度都是具有深远意义的。而后文我们将进行混凝土的防腐蚀耐久性试验，找到符合国家发布的（JTGF60—-2009）文件中所要求隧道施工合格的混凝土种类。二、混凝土类型及腐蚀媒介种类（一）混凝土类型在试验中考虑到隧道施工的特殊性，主要选取了两种混凝土：C40高性能

4、泵送混凝土，C25粉煤灰泵送混凝土。其中C40高性能泵送混凝土的代号为C2,C25粉煤灰泵送混凝土的代号为P30-1.经过精密的测试得出这两种混凝土在养护室空气中和在室外自然养护中养护系数都为24do在抗压强度方面C40养护室空气中为46.94MPa,室外自然空气中为42.52MPa,C25则分别为32.66MPa和28.31MPao而在试验中我们采用的混凝土养护标准为28d,养护温度为Z(20±3)°C,在相对湿度大于80%的标准养护室内中空气养护。试件的尺寸大小选用4cmX4cmX16cm,这样可以同时测得抗压、抗析强度，并且小尺寸试件的表面积比较大，这样有利于快速腐蚀。(二)腐蚀媒介的

5、类型选择在试验中考虑到隧道施工中环境对混凝土的影响，主要选择了四种不同的腐蚀介质，分别为：人工海水，清水，硫酸盐溶液和柠檬酸缓冲溶液。(1)人工海水试验中采用ASTMD-114的标准规定配比人工海水，含主要化学成分：每平方立米Nacl30.05kg,每平方立米Mgcl24.5kg,每平方立米MgSO2・6H2O12.3kg,每平方立米NaS044.0kgo这样可以保证在短时间内试件达到要求的试验结果。(2)清水潮湿，高温等因素都能促使水泥水化，而用清水做对比试验则可以最大程度的消除这些因数对试验结果带来的影响，将误差范围控制到最小。用清水做试验，腐蚀系数是按照在一定腐蚀龄期下，试件在腐蚀介质

6、中的强度与在清水中的强度比来计算的。(1)硫酸盐溶液在参照了GB2420-81后，采用了3.00%硫酸钠溶液。并且又借鉴了集料坚固性试验方法后，采用了饱和硫酸钠溶液来加剧试件的腐蚀。(2)柠檬酸缓冲溶液试验中所采用的柠檬酸缓冲溶液配比为：柠檬酸1138,氢氧化钠37g,水48kgo这时的PH值为2.24o当PH值大于4.0的时候需要换水。三、试验方法在试验中严格控制腐蚀条件，达到：常温全浸泡，煮沸,恒温全浸泡等。而检测性能则主要包括：试件的外观、重量、强度及混凝土的抗冻抗腐性。具体的试验方法为：在实践成型以后要经过预养护，浸水饱和。全部完成则擦干称试件的原始重量，称完以后浸泡在所选择的腐蚀媒

7、介中。当达到规定的龄期时就将其捞出擦干，称其浸泡后的重量并观察试件外观，抗折抗压的强度。浸泡的条件也必须严格。腐蚀溶液的用量配制按体积比1:8〜1：10之间计算，我们选用的4cmX4cmX16cm试件每块要用到2〜2.5L的腐蚀溶液。在浸泡过程中腐蚀溶液面要高出试件顶面大约1〜2cm,试件的间距大于5mm且试件平放时要注意把底部垫起约lcm左右。浸泡时要注意加盖以避免溶液蒸发，每天要搅拌一次溶液，每两个月就必