化学浸泡法对水泥基材料钙溶蚀的加速效应

采用0.01～0.50 mol/L的硝酸溶液,对水灰比0.50的净浆、砂浆和混凝土开展加速溶蚀实验和数值模拟反演分析,从宏、微观角度研究溶蚀评价指标的演变规律,建立加速效应与浸泡液浓度之间的定量关系。结果表明:随着硝酸浸泡液浓度的提高,基于溶蚀深度和钙离子累计相对溶蚀量表征的Fick扩散定律中的比例系数分别呈线性和负指数函数的增长规律,溶蚀区相同深度处的碳酸钙衍射峰线性降低;净浆、砂浆和混凝土的等效加速扩散系数均与硝酸浸泡液浓度呈线性正比关系,加速倍率分别是浸泡液浓度（以mol/L计）的3.9×10³、1.6×10³和1.0×10³倍;6.00 mol/L硝酸铵、0.50 mol/L硝酸、6.00 mol/L氯化铵和去离子水对水灰比0.50的净浆的加速倍率分别为4 507、2 018、464和47,且净浆的等效加速扩散系数是同水灰比混凝土的2.3倍。化学浸泡液浓度过高,将导致溶解–扩散过程明显偏离淡水环境下的溶蚀机理,采用硝酸溶液进行加速溶蚀实验时,浸泡液浓度以0.10 mol/L为最佳。     

基于数值模拟的混凝土坝渗透溶蚀劣化时空特征

针对混凝土坝长期服役过程中的渗透溶蚀问题,在COMSOL平台上分别选用达西定律模块和对流—扩散方程模块,建立了混凝土坝渗流场与钙溶解迁移场的耦合模型,研究了渗透溶蚀作用下混凝土坝劣化的时空分布规律,并对比研究了固液相钙处于平衡态和不平衡态两种情况下混凝土坝渗透溶蚀程度的差异性。数值模拟结果表明,混凝土坝的渗透溶蚀是一个由表及里的过程,主要溶蚀区为坝体上游侧;将基于接触溶蚀试验得到的固液平衡方程用于混凝土坝的渗透溶蚀模拟,得到的坝体渗透溶蚀程度将明显偏大。今后应重点研究固液相钙浓度不平衡态与平衡态之间的偏差距离与流速之间的关系。     

溶蚀作用下混凝土层面劈裂抗拉强度试验研究

采用浓度为0.5 mol/L的硝酸溶液对含浇筑层面的混凝土试件进行加速溶蚀试验,研究了层面劈裂抗拉强度、溶蚀深度和钙离子累计相对溶蚀量等3种评价指标的时变规律,以及层间间歇时间和凿毛处理对抗溶蚀性的影响,据此建立了层面劈裂抗拉强度的两种预测模型.结果表明:层面劈裂抗拉强度随溶蚀时间平方根和钙离子累计相对溶蚀量的增大而线性减小,间歇时间和凿毛处理对所拟合曲线的斜率影响较小;层面溶蚀程度随间歇时间的延长而增大,间歇24 h时层面溶蚀深度增加15％;间歇时间越长,凿毛处理对抗溶蚀性的提升效果越弱,以6 h之内为最优;间歇时间12 h以内,层面劈裂抗拉强度下降速度较快,12 h时降幅为14.6％,由此将导致浇筑层面的耐溶蚀年限缩减61％.