硫酸鹽腐蝕和凍融復(fù)合作用下混凝土的性能研究.pdf

1、硫酸鹽侵蝕和凍害均是導(dǎo)致混凝土耐久性退化的重要環(huán)境因素。混凝土在遭受硫酸鹽侵蝕與凍融循環(huán)共同作用時(shí)，對(duì)混凝土?xí)a(chǎn)生較單一因素劣化作用更嚴(yán)重的破壞。因此，系統(tǒng)地開展硫酸鹽侵蝕與凍融循環(huán)復(fù)合因素作用下的混凝土耐久性研究，解釋混凝土受硫酸鹽侵蝕與凍融循環(huán)復(fù)合作用劣化機(jī)理，對(duì)提升相應(yīng)環(huán)境下的混凝土的耐久性設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)具有重要意義。
　　針對(duì)以上問(wèn)題，本文研究了在硫酸鹽侵蝕環(huán)境下水灰比、含氣量等內(nèi)部因素和凍融條件等外部因素對(duì)混凝土力學(xué)性能

2、和變形的影響，并開展了孔溶液分析和微觀試驗(yàn)研究，探究硫酸鹽腐蝕和凍融復(fù)合條件下混凝土的微結(jié)構(gòu)劣化及硫酸根離子傳輸機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　(1)試驗(yàn)研究了混凝土試塊在硫酸鹽腐蝕和凍融循環(huán)復(fù)合條件下的力學(xué)性能規(guī)律。當(dāng)混凝土受到凍融破壞和硫酸鹽侵蝕共同作用時(shí)，兩種劣化因素相互促進(jìn)，會(huì)產(chǎn)生超疊加效應(yīng)，比一般混凝土凍融破壞嚴(yán)重得多。5％硫酸鈉鹽凍與5％硫酸鎂鹽凍相比，會(huì)對(duì)混凝土造成更嚴(yán)重的損傷，造成這種現(xiàn)象主要與破壞的類型有關(guān):

3、5％硫酸鈉除了對(duì)混凝土有化學(xué)侵蝕作用，還會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生鹽結(jié)晶物理破壞，后者是造成5％硫酸鈉鹽凍破壞的主因，5％硫酸鎂對(duì)混凝土的破壞主要是化學(xué)侵蝕，鹽結(jié)晶造成的物理破壞不如5％硫酸鈉的鹽凍破壞明顯。
　　(2)試驗(yàn)研究了混凝土試塊在硫酸鹽腐蝕和凍融循環(huán)復(fù)合條件下的變形發(fā)展規(guī)律。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％的硫酸鈉溶液、5％的硫酸鎂溶液和水中，對(duì)引氣和未引氣的混凝土試塊進(jìn)行快速凍融，同時(shí)在5％硫酸鈉溶液和5％硫酸鎂溶液中浸泡混凝土試塊以進(jìn)行對(duì)比，在

4、此過(guò)程中采用靜態(tài)應(yīng)變儀測(cè)量試塊的應(yīng)變發(fā)展規(guī)律。研究結(jié)果表明，在1200min的時(shí)間里，引氣的混凝土要比未引氣的混凝土應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)量大一倍。在硫酸鈉溶液凍融條件下的試塊應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)最快，破壞最顯著，其后依次是水中凍融、硫酸鎂溶液凍融、硫酸鈉溶液浸泡和硫酸鎂溶液浸泡等條件下的試塊。
　　(3)混凝土加入引氣劑后，將會(huì)改變混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，使氣泡孔增多，內(nèi)部密實(shí)度下降，因此會(huì)導(dǎo)致混凝土的初始強(qiáng)度降低，但是，氣泡孔對(duì)混凝土的抗凍性卻起到促進(jìn)的作

5、用，當(dāng)混凝土受凍融循環(huán)的作用時(shí)，它可以緩沖來(lái)自毛細(xì)孔結(jié)冰帶來(lái)的滲透壓，是混凝土不至于被滲透壓破壞，另外它還切斷了連通孔的通道，阻止硫酸鹽的侵入，進(jìn)而提高了混凝土的抗腐蝕性。
　　(4)凍融條件下能加快SO42-向混凝土內(nèi)部遷移傳輸，使混凝土遭受破壞;SO42-在混凝土內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，和水泥石發(fā)生反應(yīng)，生成具有膨脹性的物質(zhì)，主要為鈣礬石和石膏;不同硫酸鹽溶液對(duì)混凝土的化學(xué)反應(yīng)不同，硫酸鎂對(duì)混凝土的腐蝕作用要小于硫酸鈉;水灰比越大，