不同腐蚀环境对海工混凝土性能影响研究

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1、2014年第12期（总第141期）江西建材试验研究不同腐蚀环境对海工混凝土性能影响研究封鑫郝雨杭（北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083）摘要：本文研究了氯离子、硫酸根离子和冻融对大坍落度海工混凝土抗压强度、氯离子含量及氯离子扩散系数的影响。结果表明：单纯的氯离子对海工混凝土本身的抗压强度影响不大，而有硫酸根离子存在时，混凝土强度明显下降；试块中由表及里的氯离子含量呈逐渐减小的趋势，且减小的速度逐渐降低，氯离子含量在混凝土中的分布类似于指数图像；外界氯离子浓度值越大，海工混凝土相应部位的氯离子含量和氯离子扩散系数都更大，说明外界氯离子浓度对混凝土内的氯

2、离子含量有着正向的影响；在腐蚀初期，硫酸根离子的存在使海工混凝土内部生成了膨胀性产物，有助于减小海工混凝土相应部位的氯离子含量和氯离子扩散系数。关键词：海工混凝土；抗压强度；氯离子含量；氯离子扩散系数我国幅员辽阔，有着漫长的海岸线，海岸线上有着腐蚀条件下海工混凝土的抗压强度、氯离子含量和氯众多的码头和港口建筑，在这些建筑物中使用量最大离子扩散系数。和最基本的工程材料就是钢筋混凝土材料。P.K.Metha1原材料及试验方法[1]教授总结世界50年混凝土耐久性状况时认为，如果把影响混凝土耐久性的因素按重要性递减的顺序排列的1.1原材料话，分别是钢筋腐蚀、冻融破坏、侵

3、蚀环境的物理化学P.O42.5R型水泥，主要性能见表1；II级粉煤灰，需作用、碱集料反应等。特别是沿海及近海地区的混凝土水量比99%，细度（45μm筛余）28%；萘系减水剂，含固结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，导致钢筋锈蚀而量32.2%等。使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性能，这已成1.2试验方法[2-4]-2-为实际工程中的重要问题。海水中对混凝土造成腐蚀的离子主要有Cl、SO4本文研究了氯离子、硫酸根离子和冻融对大坍落度等离子，故本试验采用一定浓度的NaCl和MgSO4溶液来-2-海工混凝土的影响。采用不同腐蚀环境对标准养护28d模拟海水环境（海水中C

4、l与SO4的比值大概为5∶1）。后的大坍落度海工混凝土进行腐蚀试验，对比在不同为了加速腐蚀速率，配制的溶液浓度均高于自然海水表1水泥的主要性能凝结时间（min）抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）细度（%）标准稠度用安定性水泥标号（80μm）水量（%）（雷氏法）初凝终凝3d28d3d28dP.O42.5R1632240.626.8合格3.97.116.044.5226170-239试验研究.indd2262014-5-300:38:212014年第12期（总第141期）江西建材试验研究浓度。具体的腐蚀模式如下所示：①浓度为10%的NaCl2试验结果及分析溶液；②

5、浓度为15%的NaCl溶液；③浓度为15%的NaCl与3%的MgSO4混合溶液；④浓度为15%的NaCl与3%的2.1不同腐蚀环境对海工混凝土抗压强度的影响MgSO4混合溶液，同时进行冻融破坏。同时，每一种配比图1表示C40和C50两种大坍落度海工混凝土在都留有一组试块置于清水中浸泡，作为浸泡对照组。由标准养护28d后经不同腐蚀环境腐蚀后强度变化的情于冻融循环最可能在冬季发生，而冬季约占一年的1/4，况。可以看出，对于不同等级的大坍落度海工混凝土，浸泡则是全年都有的，因此对第④组中的浸泡-冻融循单纯的氯离子对其抗压强度影响不大，氯离子是一种环，采用在盐溶液浸泡4

6、8h后，置于-20℃的低温箱中冷极强的钢筋腐蚀因子，扩散能力很强，氯离子从混凝冻8h，再置于室温下融化16h，以此为一个循环，共计土表面扩散到钢筋表面并积累到临界含量，使钢筋表72h，本试验总共进行了13个循环共39d，其它组分则是面的钝化膜遭受破坏，导致钢筋腐蚀。而有硫酸根离直接放在腐蚀溶液中浸泡39d。子存在时，两种等级的海工混凝土强度都明显下降。-采用200t万能试验机测定28d龄期的混凝土抗压强混凝土在含有氯离子和硫酸根离子的复合溶液中，Cl2-度；采用CLCONT-U型氯离子含量快速测定仪测定混凝和SO4是共同向混凝土内部扩散，二者都与混凝土中[5]2

7、-土不同部位的氯离子含量，然后根据不同腐蚀条件下的铝相反应，分别生成Frield盐和AFt盐。当SO4进混凝土对应部位的氯离子含量，确定各自的氯离子扩散入混凝土内部时，会与水泥石的某些组分发生化学反系数。应，生成一些难溶的盐类矿物，从而产生体积膨胀，当1.3混凝土配合比膨胀达到一定程度时，使混凝土表层开裂或软化，最-2-表2为本试验设计的两种等级的大坍落度海工混终导致构件的破坏。冻融则会再加剧Cl和SO4对混凝土（坍落度为240mm）。凝土强度的影响。3表2混凝土配合比（kg/m）种类水泥粉煤灰矿粉砂石水外加剂C4027090124673109814512.6C

8、503109014065