强腐蚀地区混凝土硫酸盐腐蚀机理及剩余寿命评判

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:tlling06990702
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我国盐湖分布广泛,在一半国土面积区域内均分布着盐湖或者地下孔隙卤水湖,并且大多分布于西部地区。这些地区普遍含有高浓度的硫酸根离子并且气候条件酷寒、酷热。服役于此环境条件下的混凝土结构物由于水位的变动长期遭受着干湿循环与硫酸盐腐蚀的共同作用,导致混凝土表面出现开裂、钢筋裸露、混凝土结构的承载力下降,从而加速了混凝土的劣化,严重的影响了混凝土的结构耐久性。鉴于此,本文通过理论分析与室内加速试验、宏观分析与微观分析相结合的方法研究得出了混凝土在干湿循环-强硫酸盐腐蚀作用下的劣化机理。对服役于干湿循环-强硫酸盐腐蚀环境下的混凝土结构设计安全性、预测其使用寿命的科学性以及耐久性研究具有重要的意义。水胶比以及矿物掺合料能够在很大程度上影响混凝土的微观结构,进而影响混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能。所以本文主要研究了不同水胶比(0.26、0.32、0.38)、不同矿物掺合料(硅灰、粉煤灰)、不同硅灰掺量(6%、8%、10%)对混凝土材料在干湿循环-6%硫酸钠溶液腐蚀作用条件下的外观形态、质量、抗压强度、动弹性模量、孔结构、硫酸根离子分布的影响规律。主要研究结果如下:(1)混凝土在干湿循环-强硫酸盐腐蚀作用下的劣化过程可以分为三个阶段:第一阶段水泥继续水化并且由于硫酸盐的作用使混凝土内部产生少量膨胀性侵蚀产物对混凝土内部孔隙进行填充,在宏观力学性能方面表现为混凝土的抗压强度、动弹性模量呈现出不同程度的增加;在第二阶段混凝土的质量、抗压强度、动弹性模量产生小幅度的下降:第三阶段水泥水化产物与硫酸盐生成的膨胀性侵蚀产物增多,混凝土宏观力学性能产生劣化,表层开裂、膨胀和脱落。(2)随着水胶比的减小,混凝土材料内部密实度提高、孔隙率降低,劣化过程减缓,抗硫酸盐侵蚀性能增强。(3)合理掺量的硅灰、粉煤灰的掺入能够很大程度上增强混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能。矿物掺和料对混凝土抗硫酸盐腐蚀性能影响从强到弱依次为:硅灰>粉煤灰>不加矿物掺合料。在侵蚀前期粉煤灰的掺入会造成混凝土的初始强度降低,硅灰掺量在6%~10%之间时混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能随着掺量的增加而增强。(4)室内加速试验能极大地缩短混凝土使用寿命的预测时间并对其提供大量的数据基础,有利于混凝土的使用寿命预测。本文根据室内加速试验加速系数、损伤衰减方程以及损伤度等数学模型进行了混凝土在干湿循环-硫酸盐腐蚀条件下的使用寿命预测。
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