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摘 要：采用一种抗硫酸盐防腐剂，该抗硫酸盐防腐剂满足《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》（JC/T 1011-2006）标准的技术要求。将该抗硫酸盐防腐剂加入到混凝土中，采用抗硫酸盐侵蚀（干湿循环）试验，测试该防腐剂对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能影响。试验结果表明：与基准试样相比，加入防腐剂后的混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀性能良好。
关键词：混凝土；抗硫酸盐侵蚀；干湿循环
0、引言
我国西部及山东省部分地区盐渍土中含有大量硫酸盐，混凝土受硫酸盐腐蚀破坏的现象较普遍，此外我国东部沿海地区，海工混凝土尤其是浪花飞溅区遭受长期的海水的冲刷和干湿交替侵蚀，除遭受氯盐腐蚀外硫酸盐类侵蚀也较严重。本文采用一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，该防腐剂有三种组分组成，且防腐剂满足《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》（JC/T 1011-2006）标准的技术要求。试验通过将该防腐剂加入到混凝土中，制成高性能混凝土，测试混凝土的抗硫酸盐能。
1、混凝土抗硫酸盐侵蚀试验
1.1 试验原材料
水 泥：山水东岳P·O42.5水泥；
掺合料：某建材厂的S95级普通矿粉；
防腐剂：符合JC/T 1011-2006的防腐剂配方；
粗骨料：5-25mm连续级配花岗岩碎石，符合GB/T 14685-2001要求；
细骨料：中粗河沙，细度模数2.4，符合GB/T 14684-2001要求；
减水剂：采用聚羧酸高效减水剂，减水率为30%；
水：自来水，符合JGJ63-2006要求；
硫酸钠：上海埃彼化学试剂，分子式Na2SO4，分子量142.04，分析纯。
1.2 混凝土配合比
试验混凝土配合比见表1-1，新拌混凝土坍落度均在160mm～200mm之间，保水性和粘聚性良好。
表1-1混凝土基准配合比（kg/m3）
P·O 42.5 掺合料 砂 石 减水剂 防腐剂 水灰比
240 188 720 1067 5.6 45 0.34
1.3 试验方法
抗硫酸盐侵蚀性能试验采用普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准（GB/T 50082-2009）中干湿循环加速试验方法。通过测定混凝土试件在干湿交替环境中能承受的最大干湿循环次数来表示混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
设计抗硫酸盐等级为KS150，试件采用尺寸为100mm× 100mm×100mm的立方体试件，每组为3块。除制作抗硫酸盐侵蚀试验用试件外，还按照同样方法，同时制作抗压强度对比用试件。
试验装置采用混凝土硫酸盐干湿电脑控制循环设备，试件在养护至26天龄期时从标准养护室取出，擦干试件表面水分，然后将试件放入烘箱中，在（80±5）℃温度下烘48h。烘干结束后将试件冷却到室温。试件冷却后立即将试件放入混凝土硫酸盐干湿电脑控制循环设备试件架中，相邻试件之间保持20mm间距，将配制好的5%Na2SO4溶液放入试件盒，溶液超过最上层试件表面20mm，设置该设备干湿循环全过程：浸泡14h，干燥1h，烘干8h，冷却1h然后启动干湿循环设备。试件浸泡、烘干及冷却等过程自动进行。且设备具有数据实时显示、断电记忆及试验数据自动存储的功能，24h为一个干湿循环，试验中每月更换一次试验溶液，当循环进行到60次、90次、120次、150次时，将试块取出，测试混凝土的抗压强度。
试验所测得不同龄期抗压强度，采用混凝土抗压强度耐蚀系数来表征混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，混凝土抗压强度耐蚀系数为N次干湿循环后受硫酸盐腐蚀的一组混凝土试件的抗压强度测定值（MPa）与受硫酸盐腐蚀试件同龄期的标准养护的一组对比混凝土试件的抗压强度测定值（MPa）的比值；
1.4 试验结果分析：
1）砼试块在硫酸钠溶液干湿循环作用下，强度表现为初期上升后期下降。这是因为在试验初期，胶凝材料进一步水化，内部逐步密实，且干湿循环作用一定程度上能增进水泥混凝土的水化。早期浸泡过程，游离水进入混凝土毛细孔，并且少量硫酸盐的作用产生一些钙矾石对混凝土起到一定的密实作用；烘干过程中，温度升高，未完全水化的水泥颗粒在游离水存在的条件下继续水化，生成物填充了混凝土的毛细孔，增加了混凝土的密实性。两者共同作用下使初期强度有所上升；随着时间的变化，钙矾石量的增多，体积膨胀变大，使混凝土内部产生损伤，损伤不断累积导致后期混凝土强度降低。
2）试验结束时（150个干湿交替循环）基准混凝土的耐腐蚀性良好，达到KS120等级。这是因为基准混凝土用矿物掺合料取代部分水泥，一方面，矿物掺合料相对降低了混凝土中总的C3A 含量，减少了钙钒石产生[1]；另一方面，矿物掺合料与水泥水化产生的Ca（OH）2发生二次水化反应，生成C-S-H凝胶，改善了混凝土的内部结构[1]。两方面的共同作用提高了抗硫酸盐侵蚀能力。
3）基准混凝土强度90次循环后开始下降，而加入防腐剂后混凝土的强度120次循环后才开始下降。150个循环结束时耐腐蚀系数仍高于75%，最高可达94%，达到KS150等级。
3、结论
加入该防腐剂能够推迟混凝土在硫酸盐侵蚀环境中强度下降的时间。并且加入防腐剂后混凝土的耐蚀系数较基准混凝土相比有明显提升，可达到KS150等级。说明加入该抗硫酸盐防腐剂能够显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
关键词：混凝土；抗硫酸盐侵蚀；干湿循环
0、引言
我国西部及山东省部分地区盐渍土中含有大量硫酸盐，混凝土受硫酸盐腐蚀破坏的现象较普遍，此外我国东部沿海地区，海工混凝土尤其是浪花飞溅区遭受长期的海水的冲刷和干湿交替侵蚀，除遭受氯盐腐蚀外硫酸盐类侵蚀也较严重。本文采用一种混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂，该防腐剂有三种组分组成，且防腐剂满足《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》（JC/T 1011-2006）标准的技术要求。试验通过将该防腐剂加入到混凝土中，制成高性能混凝土，测试混凝土的抗硫酸盐能。
1、混凝土抗硫酸盐侵蚀试验
1.1 试验原材料
水 泥：山水东岳P·O42.5水泥；
掺合料：某建材厂的S95级普通矿粉；
防腐剂：符合JC/T 1011-2006的防腐剂配方；
粗骨料：5-25mm连续级配花岗岩碎石，符合GB/T 14685-2001要求；
细骨料：中粗河沙，细度模数2.4，符合GB/T 14684-2001要求；
减水剂：采用聚羧酸高效减水剂，减水率为30%；
水：自来水，符合JGJ63-2006要求；
硫酸钠：上海埃彼化学试剂，分子式Na2SO4，分子量142.04，分析纯。
1.2 混凝土配合比
试验混凝土配合比见表1-1，新拌混凝土坍落度均在160mm～200mm之间，保水性和粘聚性良好。
表1-1混凝土基准配合比（kg/m3）
P·O 42.5 掺合料 砂 石 减水剂 防腐剂 水灰比
240 188 720 1067 5.6 45 0.34
1.3 试验方法
抗硫酸盐侵蚀性能试验采用普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准（GB/T 50082-2009）中干湿循环加速试验方法。通过测定混凝土试件在干湿交替环境中能承受的最大干湿循环次数来表示混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
设计抗硫酸盐等级为KS150，试件采用尺寸为100mm× 100mm×100mm的立方体试件，每组为3块。除制作抗硫酸盐侵蚀试验用试件外，还按照同样方法，同时制作抗压强度对比用试件。
试验装置采用混凝土硫酸盐干湿电脑控制循环设备，试件在养护至26天龄期时从标准养护室取出，擦干试件表面水分，然后将试件放入烘箱中，在（80±5）℃温度下烘48h。烘干结束后将试件冷却到室温。试件冷却后立即将试件放入混凝土硫酸盐干湿电脑控制循环设备试件架中，相邻试件之间保持20mm间距，将配制好的5%Na2SO4溶液放入试件盒，溶液超过最上层试件表面20mm，设置该设备干湿循环全过程：浸泡14h，干燥1h，烘干8h，冷却1h然后启动干湿循环设备。试件浸泡、烘干及冷却等过程自动进行。且设备具有数据实时显示、断电记忆及试验数据自动存储的功能，24h为一个干湿循环，试验中每月更换一次试验溶液，当循环进行到60次、90次、120次、150次时，将试块取出，测试混凝土的抗压强度。
试验所测得不同龄期抗压强度，采用混凝土抗压强度耐蚀系数来表征混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，混凝土抗压强度耐蚀系数为N次干湿循环后受硫酸盐腐蚀的一组混凝土试件的抗压强度测定值（MPa）与受硫酸盐腐蚀试件同龄期的标准养护的一组对比混凝土试件的抗压强度测定值（MPa）的比值；
1.4 试验结果分析：
1）砼试块在硫酸钠溶液干湿循环作用下，强度表现为初期上升后期下降。这是因为在试验初期，胶凝材料进一步水化，内部逐步密实，且干湿循环作用一定程度上能增进水泥混凝土的水化。早期浸泡过程，游离水进入混凝土毛细孔，并且少量硫酸盐的作用产生一些钙矾石对混凝土起到一定的密实作用；烘干过程中，温度升高，未完全水化的水泥颗粒在游离水存在的条件下继续水化，生成物填充了混凝土的毛细孔，增加了混凝土的密实性。两者共同作用下使初期强度有所上升；随着时间的变化，钙矾石量的增多，体积膨胀变大，使混凝土内部产生损伤，损伤不断累积导致后期混凝土强度降低。
2）试验结束时（150个干湿交替循环）基准混凝土的耐腐蚀性良好，达到KS120等级。这是因为基准混凝土用矿物掺合料取代部分水泥，一方面，矿物掺合料相对降低了混凝土中总的C3A 含量，减少了钙钒石产生[1]；另一方面，矿物掺合料与水泥水化产生的Ca（OH）2发生二次水化反应，生成C-S-H凝胶，改善了混凝土的内部结构[1]。两方面的共同作用提高了抗硫酸盐侵蚀能力。
3）基准混凝土强度90次循环后开始下降，而加入防腐剂后混凝土的强度120次循环后才开始下降。150个循环结束时耐腐蚀系数仍高于75%，最高可达94%，达到KS150等级。
3、结论
加入该防腐剂能够推迟混凝土在硫酸盐侵蚀环境中强度下降的时间。并且加入防腐剂后混凝土的耐蚀系数较基准混凝土相比有明显提升，可达到KS150等级。说明加入该抗硫酸盐防腐剂能够显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。