多因素耦合作用下混凝土硫酸鹽腐蝕性能研究.pdf

1、實際服役的混凝土結(jié)構(gòu)暴露于復(fù)雜的硫酸鹽環(huán)境中,其劣化破壞是由材料、物理、化學(xué)、應(yīng)力等諸多因素共同作用、相互耦合導(dǎo)致的。在地下混凝土結(jié)構(gòu)中,全部埋于或浸泡于地下硫酸鹽環(huán)境中的混凝土構(gòu)件會受到硫酸鹽全浸泡腐蝕,而半埋或半浸泡于地下硫酸鹽環(huán)境中的混凝土構(gòu)件則會受到干濕循環(huán)腐蝕。同時,一面與腐蝕環(huán)境接觸、而另一面暴露于空氣中的混凝土構(gòu)件受到的硫酸鹽腐蝕稱為單面腐蝕。
　　本文對全浸泡腐蝕、干濕循環(huán)腐蝕和單面腐蝕分別進行試驗研究,選取影響硫

2、酸鹽腐蝕的因素及其水平,即Na2SO4溶液濃度(2％、5%和10%)、水膠比(0.4、0.5和0.6)和粉煤灰摻量(0%、10%和20%),分析多因素耦合作用下混凝土硫酸鹽腐蝕性能的退化規(guī)律,并對腐蝕過程進行理論解釋。
　　在全浸泡腐蝕試驗中,抗壓強度和對測聲速隨腐蝕時間的增加而表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢;對于強度損失率和腐蝕損傷度,腐蝕前期為負值且絕對值先變大后變小,腐蝕后期為正值且不斷增大。引入腐蝕過渡層,硫酸鹽腐蝕混凝土的過程

3、就是腐蝕過渡層進一步劣化為腐蝕損傷層并不斷向從外向里推進的。計算出腐蝕損傷層厚度,分析腐蝕損傷層混凝土的聲速及其與未腐蝕層聲速的比值隨腐蝕時間的變化規(guī)律。正交試驗分析表明:最強腐蝕組合是 A3B3C1,最弱腐蝕組合是 A1B1C2;Na2SO4溶液濃度影響最大,水膠比次之,粉煤灰摻量影響最小;并建立腐蝕損傷層厚度與腐蝕時間及因素的計算模型。
　　在干濕循環(huán)腐蝕試驗中,腐蝕損傷度和腐蝕損傷層厚度均為正值且隨腐蝕時間增加而不斷增大,每

4、一次循環(huán)都經(jīng)歷了“腐蝕→填充→損傷→損傷累積→劣化、開裂”的腐蝕過程。與全浸泡腐蝕相比,干濕循環(huán)腐蝕更厲害,且以硫酸鹽物理結(jié)晶腐蝕為主,水分的傳輸在干濕循環(huán)硫酸鹽腐蝕過程中起到了關(guān)鍵作用。Na2SO4溶液濃度對干濕循環(huán)條件下的混凝土硫酸鹽腐蝕的影響顯著。
　　在單面腐蝕試驗中,吸附區(qū)混凝土表現(xiàn)出腐蝕破壞形態(tài)不同的三個區(qū)域——水膜區(qū)、結(jié)晶剝落區(qū)和吸附結(jié)晶區(qū);吸附區(qū)混凝土的腐蝕損傷層厚度大于浸泡區(qū)混凝土,吸附區(qū)粉煤灰混凝土腐蝕也較嚴重