SAC海砂混凝土在不同硫酸类型下的劣化研究

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1、.不同硫酸类型对SAC海砂混凝土的劣化影响研究季韬，林旭健，林魁（福州大学土木工程学院，福建福州350116）摘要：生物硫酸对混凝土的侵蚀作用远大于化学硫酸。为研究不同硫酸类型对混凝土的劣化影响，本文使用硫铝酸盐水泥（SAC）制备海砂混凝土，采用T.t细菌（氧化硫硫杆菌）模拟生物硫酸腐蚀（pH=1.0）并以化学硫酸作对比，测试质量、强度、腐蚀层pH值、固化率变化及孔结构变化评价腐蚀过程中SAC海砂混凝土的劣化程度，分析SAC海砂混凝土在生物硫酸腐蚀下的劣化影响。关键字：SAC，硫酸，海砂，劣化StudyonSACseasandconcretedegradationme

2、chanismbydifferenttypeofsulfuricacidTaoJi,XuJianLin,KuiLin(CollegeofCivilEngineering，FuzhouUniversity，Fuzhou，Fujian350108)Abstract：erosioneffecttoconcretebybiologicalsulfateismuchhigherthanChemicalsulfuricacid.Fortheresearchofdifferenttypesofsulfatetoeffectofconcretedegradation,Thistopi

3、cusesT.tbacteria(thiobacillusthiooxidans)tosimulatethebiologicalsulfatecorrosiontestwithcomparingchemicalsulfuricacidandusingthreekindsofsulphuricacidconcentration(pH=1.0)tostudytheinfluencerulesofSACseasandconcreteontheperformancevariationunderbiologicalsulfatecorrosion.Theexperimentev

4、aluatesthecorrosiondegreeofsamplesduringthecorrosionprocessbasedonquality、strength、pHofcorrosionlayerandchangesofchlorideionbindingrateandchangeofporestructureevaluatethedegradationdegreeofSACseasandconcreteintheprocessofcorrosion,andanalystdegradationinfluenceofSACseasandconcreteundert

5、hebiologicalsulfatecorrosion.Keywords:SAC,biologicalsulfuricacid,seasand,degradation1.引言生物硫酸腐蚀，是指微生物产生的硫酸对混凝土表面的破坏，使混凝土表层疏松、砂浆脱落，产生开裂和最终的钢筋锈蚀，缩短混凝土构件的使用寿命，影响设施的整体功能，并[1][2]带来严重的经济损失。1945年，Parker等在它的研究中发现海洋工程中，混凝土腐蚀的主要原因是生物硫酸腐蚀，并指出生物硫酸与混凝土内部的Ca(OH)2反应生成石膏，石膏在一定条件下促使钙矾石产生，累积到一定程度会膨胀使混凝土破坏

6、；同时生物硫酸也会导致C-S-H分解。该腐蚀作用机理一直被广泛认同和引用。微生物中硫氧化细菌作为主要的产酸细菌，主要分为嗜中性硫氧化细菌（NSOM）和嗜酸性硫氧化细菌(ASOM)，并以ASOM产酸为[2][3]主。根据伯杰细菌鉴定手册，ASOM适合在酸性培养基中生长，pH值范围为1.0～3.5，代表细菌为氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans，简称T.f)和氧化硫硫杆菌(Thiobacillusthiooxidans，简称T.t)。[4]国外学者通过原位观察和化学浸泡研究混凝土的腐蚀过程并进行详细的记录。化学硫+2-酸对混凝土的腐蚀是通过硫酸

7、中H的溶解作用和SO4的分离作用两者结合发生一系列侵蚀混凝土的化学反应来对混凝土的稳定性进行破坏。化学硫酸与生物硫酸腐蚀机理目前仍存在..[5]着争议，抗化学硫酸性能好的混凝土材料抗生物硫酸性能并不一定好。混凝土遭遇生物硫酸腐蚀时，生物硫酸会与水化产物反应生成石膏。石膏的生成被认为是生物硫酸对混凝土最主要的腐蚀机制。生成的石膏会出现在混凝土表面的孔隙和裂缝内，进而引起结晶胀裂的腐[6]蚀破坏；同时它会让水化产物CSH失去粘聚性，导致混凝土强度丧失。[7,8]研究生物硫酸对混凝土腐蚀通常有三种方法：化学浸泡试验、模拟微生物腐蚀试验、[9]现场试验。化学