不同海洋環(huán)境下混凝土硫酸鹽腐蝕損傷研究(編輯修改稿)
2025-07-21 06:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 SH的脫鈣分解主要是由于混凝土中Ca(OH)2含量減少，pH值降低，使CSH凝膠分解，放出氫氧化鈣以維持混凝土內(nèi)部的堿度，因而也就使混凝土喪失了粘結(jié)性、強度降低、表面軟化?；炷潦艽祟惛g后沒有明顯的體積膨脹現(xiàn)象，在腐蝕的混凝土的孔隙和裂縫中充滿白色爛泥狀腐蝕產(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]。3 不同海洋環(huán)境下混凝土硫酸鹽腐蝕損傷研究根據(jù)混凝土服役環(huán)境的不同，海洋可分為海洋大氣區(qū)、潮汐區(qū)、海下區(qū)。大氣區(qū)基本與普通環(huán)境相似，潮汐區(qū)與海下區(qū)混凝土硫酸鹽腐蝕情況有其特殊之處海洋大氣環(huán)境與普通大氣環(huán)境有所差別，硫酸根及氯離子濃度相對較高。但由于硫酸根離子濃度相對較低，短齡期內(nèi)腐蝕并不明顯，表征指標不易測定。潮汐環(huán)境與實驗室干濕循環(huán)的實驗條件基本一致，所以在此以干濕循環(huán)條件下的混凝土硫酸鹽腐蝕作為研究對象。反映混凝土在硫酸鹽作用下?lián)p傷程度的指標主要有表面形態(tài)破壞程度、抗壓、抗折強度衰減程度、重量損失率、動彈性模量、混凝土膨脹率等。以下主要以測量彈性模量、抗壓強度及ESEM來表征混凝土內(nèi)部的損傷程度，以探明干濕交替與硫酸鹽溶液耦合作用下混凝土的損傷規(guī)律。以C30混凝土為例，腐蝕環(huán)境為溶液浸泡和干濕循環(huán)與腐蝕溶液耦合作用環(huán)境。干濕交替32個循環(huán)后，測定混凝土的彈性模量，如圖1所示[67]。圖1 C30混凝土在5％硫酸鈉溶液中干濕交替與浸泡下的相對動彈性模量由圖1可知，與浸泡組試件不同．干濕交替作用下的混凝土試件組其Erd 總體呈下降趨勢。經(jīng)過28個循環(huán)周期后，在5％。其ESEM圖像如圖2所示。圖2 不同腐蝕環(huán)境下混凝土ESEM圖像相對于浸泡組混凝土內(nèi)部較致密的結(jié)構(gòu)，干濕交替組的混凝土內(nèi)部缺陷較多，孔隙邊緣處能觀察到明顯的纖維狀鈣礬石(AFt)晶體，在一些區(qū)域還有晶體物質(zhì)生成。以混凝土抗壓強度為表征硫酸鹽腐蝕損傷的指標，在到達一定腐蝕齡期時，測量兩種腐蝕制度下混凝土的抗壓強度，測定結(jié)果如圖3所示[8]。圖3 環(huán)境干濕循環(huán)對混凝土抗壓強度的影響與全浸泡試件相比，干濕循環(huán)條件下混凝土的服役壽命顯著縮短，原因在于兩種侵蝕條件下硫酸鹽離子遷移速率及侵蝕方式的差異。干濕循環(huán)加劇了硫酸鹽對混凝土的侵蝕, 且這種侵蝕作用受到環(huán)境干濕交替頻率的影響。隨著干濕交替次數(shù)的增加，在硫酸鹽不斷吸水溶解和脫水結(jié)晶的過程中，混凝土產(chǎn)生裂縫并擴展，使得強度逐漸降低。當混凝土遭受干濕循環(huán)硫酸鹽侵蝕的耦合作用時，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侵蝕外，還受到鹽結(jié)晶的物理作用，此時鹽結(jié)晶破壞
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