海洋环境下混凝土耐久性研究进展.pdf

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1、2014年第3期新世纪水泥导报NO．32014CementGuideforNewEpoch李题论中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：1008—0473(2014)03—0021—04DOI编码：10．3969／j．issn．1008．0473．2014．03．006海洋环境下混凝土耐久性研究进展龚秀美邹先杰刘道斌郭泽平付光辉沈卫国1．湖北水利水电职业技术学院，湖北武汉430070；2．湖北黄成高速公路指挥部，湖北大冶435106；3．武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，湖北武汉430070摘要海水中盐分通过扩

2、散渗透入混凝土内部和水泥浆体甚至发生集料反应，导致混凝土内部结构的蜕变与劣化。进一步降低混凝土的水胶比和添加矿物掺合料是增强混凝土抗海洋侵蚀的重要途径。在海洋环境下混凝土内部浆体结构的破坏过程、腐蚀过程对浆体结构的主要胶凝相C—S—H的影响的研究都有待深化，特别是对C—S—H纳米结构的影响的研究尚未有涉足。研究海洋环境下混凝土浆体结构的劣化机理，从材料科学的高度提出其材料设计与使用寿命预测模型将大有可为。关键词海洋混凝土劣化机理耐久性微观结构0引言海浪裹挟的砂粒和漂浮物对混凝土的磨蚀破坏作海洋是人类正在加速开发的疆域，海工

3、建筑用，也有因为碳化、镁盐侵蚀和硫酸盐侵蚀等导致近年来增长十分迅猛，随着我国南海的开发，今后的化学破坏。通常在浪区特别是浪涌区混凝土遭受海洋混凝土的工程数量和等级将呈加速增长的势最为严重的破坏。头。随处可见的海洋石油平台、跨海大桥、机场起表1海水成分的摩尔浓度降平台、港口码头和海底隧道等昭示了水泥混凝土成分浓度／(mol·kg-)建筑正在与日俱增。海水中含有各种可溶的盐，其H2053．6盐度在3．1％～3．8％之间，在海洋水环境中作用的混CYO．546Na+0．469凝土和淡水中服役的混凝土相比要抵抗各种侵蚀性离子的破坏，

4、必须具有更好的抗渗和抗腐蚀能力。Mg0．0528为提高海洋混凝土结构的服役寿命，国内外通过现S0d一0．0282场踏勘、暴露站试验、室内模拟试验和数值计算与Ca2O．01O3K0．0102模拟等方法进行了研究。本文对当前水泥混凝土在CT0．00206海洋环境中的服役劣化机理、服役寿命预测和材料设计的研究进展进行综述，以供水泥企业扩展产品B0．000844BT0．000416种类时参考。S0．0000911海水对混凝土的破坏机理F一0．000068海水中含有各种可溶盐成分(各成分的摩尔浓度见表1)，盐分通过扩散渗透人混凝土内

5、部和海水中的侵蚀介质对混凝土的破坏不同，主水泥浆体甚至发生集料反应(溶蚀和膨胀破坏)，要分为如下几种：导致混凝土内部结构的蜕变与劣化。(1)NaC1的破坏：氯化钠首先和水泥水化产P．KMehta综述了海洋环境下混凝土的侵蚀破物氢氧化钙发生反应形成可溶的氯化钙，导致浆体坏机理fl(见图1)。海洋对混凝土的破坏包括物的溶蚀，增进了混凝土的渗透系数，另外导致的侵理的和化学的损坏，物理的损害主要发生在浪涌区蚀还有氯化钙和铝酸三钙继续反应形成水化氯铝酸和浪溅区，包括温度梯度和冻融破坏，也有海浪、钙，这个反应会导致一定的体积膨胀破坏。

6、212014年第3期新世纪水泥导报NO．32014CementGuideforNewEpoch专题论有效的。我国则采用抗硫酸盐水泥，对Cs和CA含算的25年渗透系数明显低于25年混凝土试件的室内量也都作了要求，其中中级抗硫酸盐水泥的cs含实测渗透系数n”。M·Medeitos证明在有干湿循环的量小于55％，C3A含量小于5％；而高级抗硫酸盐水海洋环境中的混凝土吸附有更多的氯离子，在没有泥则将cS控制在小于50％，CA控制在小于3％，干湿循环的混凝土则小得多【l。通过矿物掺合料的添加，也大幅度提高了混凝土抗国外对混凝土海水侵

7、蚀的研究起源较早，一海水侵蚀的能力。在混凝土抗腐蚀能力的研究方些其中有专门研究混凝土结构耐久性的场站，有的面，国内外做了大量的研究工作。已经积累了40余年研究数据【1，不少成果已经反映大量的研究表明，进一步降低混凝土的水胶在近年颁布的各类标准之中。不难发现，很多研究比和添加矿物掺合料，是增强混凝土抗海洋侵蚀的成果都是25年[121甚至40年的试验数据的积淀，我重要途径：MajidSafehian对暴露于波斯湾海洋环国关于海洋环境下混凝土的研究缺少基础的长期的境中的5年的混凝土试件研究发现：氯离子渗透系数据。加拿大CANME

8、T实验室和美国德州奥斯汀大数和暴露环境无关，而与混凝土质量特别是水胶比学也对室内加速试验方法及现状进行了研究，认和浇筑方式相关；研究表明：浪涌区具有最强的侵为需要进一步改进和完善测试方法，以提供准确可蚀作用，其次是浪溅区，而盐雾环境的侵蚀性相对靠的结果，以期和暴露试验结果有更好的关联。浙较弱]。有研究表