鹽浸侵蝕作用下混凝土受風(fēng)沙沖蝕試驗(yàn)研究.pdf

1、內(nèi)蒙古中西部區(qū)域地跨我國(guó)的西北及華北地區(qū)，自然環(huán)境因素復(fù)雜，是沙塵暴的頻發(fā)區(qū)，且鹽漬土分布廣泛，該地區(qū)的房屋、公路和橋梁等一些混凝土基礎(chǔ)設(shè)施長(zhǎng)期遭受鹽漬土及風(fēng)沙環(huán)境的侵蝕，鹽漬土中各種易溶鹽成分會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕作用，引起混凝土劣化，當(dāng)挾沙風(fēng)掠過(guò)其表面，造成雙重的侵蝕磨損，嚴(yán)重威脅其耐久性和安全性。本文對(duì)內(nèi)蒙古中西部地區(qū)鹽漬土及風(fēng)沙環(huán)境特征進(jìn)行分析，根據(jù)該地區(qū)自然侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，模擬實(shí)際工程服役條件。根據(jù)鹽漬土中含量較高的易溶鹽成分

2、，配制了不同濃度復(fù)合鹽侵蝕溶液，又根據(jù)復(fù)合鹽溶液中易溶鹽種類分別配制了單鹽侵蝕溶液進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，采用氣流挾沙噴射法對(duì)鹽溶液長(zhǎng)期浸泡后的混凝土進(jìn)行風(fēng)沙沖蝕試驗(yàn)，研究不同鹽溶液浸泡后的混凝土在不同沖蝕力學(xué)參數(shù)下的沖蝕規(guī)律及損傷機(jī)理。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)內(nèi)蒙古中西部鹽漬土及風(fēng)沙環(huán)境特征進(jìn)行了大量的研究，分析了該地區(qū)鹽漬土的主要類型、鹽漬土中主要易溶鹽成分及各成分對(duì)建筑物的損傷特征，并對(duì)該地區(qū)沙塵氣象環(huán)境特征進(jìn)行分析，以選擇適當(dāng)

3、的沖蝕力學(xué)參數(shù)。⑵根據(jù)內(nèi)蒙古中西部鹽漬化較嚴(yán)重地區(qū)的鹽漬土的主要易溶鹽成分，配制復(fù)合鹽侵蝕溶液，又根據(jù)復(fù)合鹽中鹽分類型，分別配制了各單鹽侵蝕對(duì)比溶液，進(jìn)行混凝土長(zhǎng)期浸泡試驗(yàn)，在不同侵蝕齡期，宏觀上對(duì)混凝土進(jìn)行表觀形態(tài)、質(zhì)量損失和強(qiáng)度衰減進(jìn)行了分析，微觀層次對(duì)混凝土進(jìn)行微觀形貌、EDX能譜及化學(xué)成分分析，得出鹽類對(duì)混凝土的侵蝕主要以化學(xué)侵蝕為主，加之鹽類結(jié)晶膨脹作用的疊加，加劇了混凝土開(kāi)裂和性能的劣化，引起最終的破壞。⑶采用氣流挾沙噴射法

4、，在不同沖蝕力學(xué)參數(shù)（速度、角度、下沙率）下，對(duì)鹽浸后混凝土進(jìn)行風(fēng)沙沖蝕試驗(yàn)研究，并利用掃描電子顯微鏡和超景深三維顯微鏡觀測(cè)表面損傷形貌，分析其損傷機(jī)理。結(jié)果表明：同種鹽浸條件下的混凝土的失重量和沖蝕率在相同條件下均隨沖蝕速度的增大而增大；同種鹽浸條件下的混凝土的失重量和沖蝕率在相同條件下均隨沖蝕角度的增大而增加，并在90°時(shí)達(dá)到最大值；同種鹽浸條件下的混凝土的失重量在相同條件下，隨下沙率的增加先增加后緩慢下降；沖蝕率隨下沙率的增加先增

5、大后快速減小，在一定范圍內(nèi)最明顯；短期鹽侵蝕混凝土的沖蝕率與表層漿體膨脹產(chǎn)物生成量有直接關(guān)系，對(duì)于長(zhǎng)期鹽侵蝕的混凝土來(lái)說(shuō)，沖蝕率與其剝落程度有關(guān)，經(jīng)鹽侵蝕后的混凝土抵抗風(fēng)沙沖蝕能力減弱。⑷通過(guò)對(duì)混凝土沖蝕損傷表面進(jìn)行SEM形貌及LSCM三維形貌觀測(cè)分析，其破壞機(jī)理表現(xiàn)為：風(fēng)沙對(duì)混凝土的沖蝕磨損同時(shí)存在水平切削作用和正面沖擊作用。在低沖蝕角度下，水平方向上的應(yīng)力分量相對(duì)較大，作用于混凝土表面主要為水平切削作用，對(duì)混凝土表面以劃傷破壞作用為