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微生物腐蚀是指微生物通过自身的新陈代谢等过程对材料进行腐蚀破坏,其中最为典型的是生物硫酸腐蚀。相比于化学硫酸,生物硫酸腐蚀更容易导致混凝土开裂、强度损失并降低其耐久性。本课题使用普通硅酸盐水泥(OPC)及硫铝酸盐水泥(SAC)制备两种海砂混凝土,采用T.t细菌模拟生物硫酸腐蚀的三种工况(pH=1.0、1.5、2.0),并以化学硫酸作对比,测试混凝土质量、强度、侵蚀液pH和腐蚀层(距混凝土表面5mm内)pH值及氯离子固化率(简称固化率)变化来评价腐蚀过程中混凝土的劣化程度;采用孔结构、SEM-EDS、XRD、NMR等微观方法研究混凝土腐蚀层结构变化及腐蚀产物等,分析固化氯离子的释放情况。研究结果表明:1.SAC海砂混凝土水化产物中Q4和Q3所占比例较高,聚合度高,因此养护28d时的强度达到70.5MPa,高于OPC海砂混凝土。SAC海砂混凝土的平均孔径(21.6nm)小于OPC海砂混凝土的(26.5nm),结构密实,受硫酸腐蚀的劣化影响较小。此外,SAC海砂混凝土对氯离子的固化主要以化学结合为主,形成的F盐相对稳定,固化率达到84.59%,而OPC海砂混凝土对氯离子的化学结合较少,主要以物理吸附为主,氯离子很容易被重新释放。因此在硫酸腐蚀下OPC海砂混凝土氯离子释放程度比SAC海砂混凝土的严重。2.在同种工况下(pH=1.0、1.5、2.0),生物硫酸腐蚀区别于化学硫酸腐蚀。化学硫酸腐蚀下侵蚀液pH不断增大,对混凝土的劣化影响逐渐减弱;而生物硫酸腐蚀下,侵蚀液pH值变化呈现先增大再减小,最终趋于动态平衡的状态,对混凝土的总体劣化影响较大。因此两种海砂混凝土在生物硫酸腐蚀下的劣化程度均大于化学硫酸腐蚀的,固化率下降幅度也更明显。生物硫酸腐蚀下海砂混凝土腐蚀层固化率降为0时的pH比化学硫酸腐蚀的高,完全腐蚀所需的时间比化学硫酸的更少。T.t细菌吸附在布满石膏和粗糙、疏松的混凝土腐蚀层,并在混凝土表面产酸,进而缩短生物硫酸往混凝土内扩散的路径(细菌效应)。H+、SO42-和细菌效应共同作用下,海砂混凝土劣化及氯离子释放速率加快。3.硫酸浓度影响混凝土的劣化程度。pH较大时,SO42-对混凝土的沉淀填充作用大于H+对混凝土的溶解作用,腐蚀影响程度不明显,当pH较小时,H+对混凝土的溶解占主导作用,腐蚀程度严重。随着pH的减小,腐蚀层氯离子固化率降为0所需的时间越短。可见随着侵蚀液中H+浓度的增加,对海砂混凝土水化产物的溶解作用就越明显,劣化程度加深,氯离子释放速度加快。