混合腐蚀介质作用下混凝土加速试验研究.pdf

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1、2017年第2期(总第203期)江西建材应用研究混合腐蚀介质作用下混凝土加速试验研究■胡曦月，林大路■河南省洛阳市水利工程研究所，河南洛阳471023摘要:混凝土的耐久性与钢筋混凝土结构的使用寿命息息相关。由于工程的使(2)试验周期:为24个月，每60天进行一次检测，共需检测12次。用功能和所处地理位置的不同，建筑结构常常遭受多种腐蚀介质的侵蚀，(3)试件环境:在试验室内进行，保持恒温、恒湿。特别是盐渍土地区及海岸工程，环境条件更加恶劣，对结构的使用寿命产2试验设备生特别大的影响。因此，基于单一腐蚀介质研究钢

2、筋混凝土结构的耐久性(1)腐蚀试验室与腐蚀池:腐蚀试验室及腐蚀池如图1所示。问题既不客观也不科学。本研究将多组混凝土试块浸泡于一系列不同浓度的H2S04和NaCl混合腐蚀介质中，经过2年的腐蚀周期，通过抗压强度试验，宏观和微观分析，找出了混凝土损伤劣化的根本原因，获得了有价值的试验成果，为结构耐久性设计和规范修订提供了技术支撑。关键词:混合腐蚀介质加速侵蚀混凝土抗压强度存在于混凝土中的氯盐分为三种形式:溶解于孔隙中的游离氯离子，与水泥水化产物结合的氯化物，和凝胶体空隙中吸附的氯化物。游图1试件腐蚀及养护环境离

3、氯离子参与氯化物的传输和钢筋腐蚀过程，氯化物也能对混凝土造(2)烘干设备:高低温试验箱如图2所示。成损害，降低混凝土强度。氢离子侵入混凝土，与CH发生“中和”反－应，降低混凝土孔溶液中OH浓度，导致孔溶液pH值下降。从而改变混凝土的微观结构。腐蚀介质浓度某一值时生成的CaS04·2H20和钙矾石(3CaO·Al203·3CaS04·32H20)由于体积膨胀。浸泡早期填充混凝土表面孔隙，延缓侵蚀离子渗入，延缓劣化速率，提高混凝土抗压强度，但是后期随着基体pH值下降，水化产物解体，石膏和钙矾石膨胀导致混凝土开裂，

4、加剧混凝土的腐蚀。有关混凝土工程的安全性评估及寿命预测问题，目前研究者针对某单一因素对混凝土腐蚀的影响研究的较多，对多因素耦合作用下混凝土腐蚀行为研究的尚少。熊卫士，高飞，韩东对多因素作用下的混凝土耐久性进行了综述，提出了研究趋势，但不包括多种腐蚀介质作用下图2高低温试验箱［1］的混凝土耐久性研究，王信刚，章未琴，陈方斌等进行了高性能水泥(3)万能试验机:万能伺服试验机如图3所示。基材料的耐久性能及其微观结构研究，得出了各种水泥材料在氯离子、［2］硫酸根离子和抗冻、抗碳化的条件下的性能和微观结构，乔红霞、陈丁

5、山、何忠茂等对盐渍土地区混凝土硫酸盐腐蚀加速试验制度进行了［3］评价，刘影、金祖全、张宇研究了海水对混凝土中钢筋锈蚀的影［4］响，许豪文、刁波、沈孛等对裂缝及环境对混凝土中氯离子扩散的影［5］响进行了研究，董建锋，邢峰，戴虹等研究了混凝土不同面的氯离子［5］侵蚀规律，结构表明，同一表面高性能混凝土抵抗氯离子侵蚀能力优于普通混凝土，迎风面的氯离子侵蚀程度高于侧风面和被封面。由图3600WAW试验机于工程所处环境不同，影响因素众多，腐蚀介质存在差异甚至差异悬3试验结果及分析殊。在海洋、化工及盐渍土地区，酸、氯盐和

6、硫酸盐是引起混凝土结构3．1典型试件腐蚀情况腐蚀的主要原因。因此，单一腐蚀介质与工程实际相差较大，研究结果混凝土腐蚀情况见图4。难以直接应用于实际工程。但是任何试验不可能穷尽所有的腐蚀环境和工程结构，本研究也是选择有代表性的腐蚀环境，尽可能的接近工程实际。1试验概况(1)腐蚀介质:自来水、盐晶体、浓硫酸。采用质量配比，介质浓度百分比按几何级数增加，尽可能包含一般腐蚀环境状况。腐蚀介质配合比和试验情况如表1所示。图4混凝土腐蚀情况表1腐蚀介质级序存在于混凝土中的氯盐分为三种形式:溶解于孔隙中的游离氯离级序腐蚀介

7、质/(水:盐:硫酸)备注子，与水泥水化产物结合的氯化物，和凝胶体空隙中吸附的氯盐。前者1100∶0.5∶0.5参与氯化物的传输和钢筋腐蚀过程，后者虽不参与这两个过程，但也能2100∶1.0∶1.0对混凝土造成损害，如晶体NaCI·2H2O存在于混凝土孔隙中产生33100∶2.0∶2.030%的膨胀，降低混凝土强度。侵蚀到混凝土中的氯离子，与CA等4100∶4.0∶4.0每种腐蚀液中放置100mm的物质发生化学反应，生成氯铝酸盐，膨胀量较小。在适当条件下，混凝5100∶8.0∶8.0标准立方体试块，每组9块。土

8、孔隙液中的游离氯离子产生经变膨胀，是导致混凝土内部产生膨胀6100∶16.0∶16.0应力的主要原因。氯盐会促进混凝土氢氧化钙溶出和C－S－H胶凝7100∶32.0∶32.0分解，生成膨胀性复盐破坏氢氧化钙和C－S－H胶凝之间的平衡。由8100∶64.0∶64.0于复盐主要分布于混凝土表面，因此表面C－S－H胶凝的分解与复盐·2·的膨胀必然导致混凝土表面的溃散，达一定程度后会使混凝土材料出图6为混凝