不同海洋環(huán)境下混凝土硫酸鹽腐蝕損傷研究(完整版)
【正文】 腐蝕產(chǎn)物，它們是碳硫硅鈣石與鈣礬石、石膏以及碳酸鈣等晶體的混合物[5]?；炷量紫吨械膲A金屬硫酸鹽濃度高時(shí)結(jié)晶析出，產(chǎn)生極大結(jié)晶應(yīng)力和體積膨脹而使混凝土破壞，特別是當(dāng)構(gòu)件的一部分浸入鹽液，而另一部分暴露在干燥空氣中時(shí)，鹽液在毛細(xì)管作用下升至水線(xiàn)以上部分然后水分蒸發(fā)，鹽液濃縮而析晶[4]。所以要控制液相的堿度，盡量降低液相的堿度，這也是減輕鈣礬石膨脹性破壞的有效途徑之一[2]。內(nèi)部侵蝕和外部侵蝕的化學(xué)實(shí)質(zhì)都是SO42與水泥石礦物的反應(yīng)。作為混凝土結(jié)構(gòu)損傷的一個(gè)重要方面，混凝土的硫酸鹽腐蝕已成為一個(gè)十分緊迫的研究課題。關(guān)鍵詞：混凝土，硫酸鹽腐蝕，海洋環(huán)境，損傷1 引言當(dāng)前，水泥和混凝土已成為世界上使用量最大的人工材料。每年由于硫酸鹽引起的橋梁、堤壩等工程的破壞數(shù)量巨大，損失難以估量。但若不進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)措施，其壽命很難達(dá)到其設(shè)計(jì)壽命，這就與海水中各種離子對(duì)鋼筋混凝土或內(nèi)襯混凝土的腐蝕有關(guān)[1]。內(nèi)部侵蝕是混凝土中自帶的一部分硫酸根離子對(duì)混凝土造成的硫酸鹽腐蝕。這種腐蝕一般會(huì)在構(gòu)件表面生成比較大的裂紋。當(dāng)SO42的濃度大于1000mg/L時(shí)，石膏結(jié)晶起主導(dǎo)作用。（5）形成碳硫硅鈣石。反映混凝土在硫酸鹽作用下?lián)p傷程度的指標(biāo)主要有表面形態(tài)破壞程度、抗壓、抗折強(qiáng)度衰減程度、重量損失率、動(dòng)彈性模量、混凝土膨脹率等。以混凝土抗壓強(qiáng)度為表征硫酸鹽腐蝕損傷的指標(biāo)，在到達(dá)一定腐蝕齡期時(shí)，測(cè)量?jī)煞N腐蝕制度下混凝土的抗壓強(qiáng)度，測(cè)定結(jié)果如圖3所示[8]。圖4 襯砌混凝土鹽結(jié)晶侵蝕 硫酸鹽侵蝕損傷機(jī)制[1013]通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所取回的典型腐蝕部位芯樣進(jìn)行化學(xué)測(cè)試分析，得到混凝土芯樣由表及里不同位置處的硫酸根離子分布剖面及pH值變化圖，如圖5所示。1．海洋大氣區(qū)由于硫酸根離子濃度相對(duì)較低，短齡期內(nèi)腐蝕并不明顯，表征指標(biāo)不易測(cè)定。 rimental chemical reactions[J], Cement and Concrete Research, 2008, 38(2): 226246[11] Nevill E A. The confused world of sulfate attack on concrete[J], Cement and Concrete Research, 2004,34(8):12751296[12] 昆明鐵道局，[R].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2010[13] 昆明鐵道局，[R].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2010。當(dāng)混凝土遭受干濕循環(huán) 硫酸鹽侵蝕的耦合作用時(shí), 介質(zhì)離子向混凝土內(nèi)部的遷移速率更快, 混凝土除遭受硫酸鹽的化學(xué)侵蝕外, 還受到鹽結(jié)
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