污水混凝土构筑物表层混凝土腐蚀深度表征方法研究

综合XRF、XRD、SEM、EDS、X-CT五种测试分析手段提出了污水混凝土构筑物表层混凝土腐蚀深度的表征方法。以城市地下污水处置混凝土箱涵为例,采用XRF对表层混凝土的Ca元素含量随深度的变化进行分析,采用XRD对表层混凝土Ca(OH)_2含量随深度的变化进行分析,采用SEM对不同深度处混凝土的微观形貌进行分析,采用EDS对表层混凝土钙硅比随深度的变化进行分析,采用X-CT对表层混凝土密实度随深度的变化进行表征。结果表明:不同测试方法对污水箱涵混凝土样品的评价结果趋于一致,既有污水箱涵混凝土的腐蚀主要表现为表层混凝土水化产物的溶蚀,溶蚀深度在2～4 mm。各测试方法的综合运用可减少单一方法的局限性和定量化程度不足的问题,提高表征结果的准确性。     

混凝土在氯盐冻融过程中的pH值演变

C30和C50引气混凝土在3.5%NaCl以及5%Na2SO4+3.5%NaCl溶液中自然浸泡或快速冻融循环,测试盐冻过程中混凝土不同深度粉末浸泡液的pH值及腐蚀产物。结果表明:盐冻过程中混凝土发生溶蚀,其表层的pH值、氢氧化钙和C-S-H量低于内部。随冻融循环次数增加,混凝土溶蚀深度和pH值下降幅度增大。复合溶液中硫酸根离子存在延缓了混凝土表层溶蚀,致使其pH值下降幅度减轻。浸泡环境下,混凝土表层pH值降低幅度约为冻融环境的50%。提高混凝土强度不仅增加其自身碱度,而且提高了混凝土致密度,有助于提升其在盐冻过程中的抗溶蚀能力。     

污水处理厂水池结构腐蚀原因分析与处理

为研究污水构筑物混凝土在日常运营中的耐久性和安全性,通过对广州某污水处理厂建设情况和腐蚀情况进行调查研究,分别从污水成分、化学侵蚀和物理作用等方面进行原因分析,可以发现,污水处理厂构筑物混凝土受到污水中酸性物质的化学腐蚀,致使构筑物表层混凝土强度不断降低,而水池存在干湿交替作业情况,导致混凝土加剧劣化,在水流冲刷的共同...     

海洋环境混凝土对流区形成机理及氯离子迁移速率分析

混凝土在青岛实海暴露3、9、13个月,研究其在干湿交替区(浪溅区、潮汐区)和水下区的表层氯离子浓度分布,确定氯离子在干湿交替区的对流区深度及迁移速率。结果表明,干湿交替区腐蚀13个月混凝土表层氯离子浓度存在一个局部峰值,该峰值位于3~5 mm深处。水下区腐蚀混凝土长期处于饱和状态,不存在对流区海水溶蚀及硫酸根离子作用导致混凝土氯离子结合能力随腐蚀龄期增加而下降,并导致其表层自由氯离子迁移速率高于内部离子迁移速度3倍左右。     

污水环境下水泥净浆、砂浆、混凝土腐蚀相关性

采用高浓度强化污水对同水灰比水泥净浆、砂浆、混凝土试件进行了加速腐蚀研究,通过对比质量、强度等宏观性能及微观结构,探究其劣化本质及腐蚀相关性。结果表明:污水环境下各组试件间劣化关系随时间呈指数变化。在腐蚀初期,净浆试件溶蚀严重,而混凝土与砂浆试件的劣化程度相差不大,但此后随着骨料逐渐脱落导致耐腐蚀性降低,特别是混凝土试件。污水腐蚀3个月后,砂浆质量损失不及净浆一半,抗折与抗压强度耐蚀系数也均最高,说明其不仅表面腐蚀轻微,内部缺陷也较少。故采用非标准试件进行污水中的劣化行为研究时,需根据它们之间的相关性以及腐蚀时间进行换算分析。     

水工混凝土表面接触溶蚀特性的试验研究

采用加速模拟试验方法,研究了水工混凝土在一定流速软水作用下的表面接触溶蚀特性,并且利用试验数据,对水工混凝土的表面接触溶蚀耐久性进行了评价.溶蚀砂浆表面的微观测试和孔结构测试结果表明,随着表面接触溶蚀时间的延长,混凝土或砂浆中溶出的物质越来越多;掺入粉煤灰,水泥混凝土溶蚀量增大.     

水泥砂浆表层溶蚀-冲刷腐蚀失效过程的试验研究

先利用1 mol/L NH4Cl溶液对水泥砂浆环形试件进行静水溶蚀，通过酚酞滴定法和扫描电子显微镜（SEM/EDS）测试溶蚀过程中水泥砂浆试件的溶蚀深度和表层钙硅比，用于表征试件表层的静水溶蚀损伤程度；然后采用自行设计制作的水中水泥砂浆环形试件自旋转冲刷腐蚀装置开展经静水溶蚀的环形试件在不同流速条件下的冲刷试验，以质量损失速率表征水泥砂浆表层冲刷腐蚀性能，分析静水溶蚀损伤程度和流速对试件损伤失效过程及冲刷腐蚀性能的影响。结果表明，在静水溶蚀过程中，试件的溶蚀深度与浸泡时间的平方根成线性关系，表层钙硅比随浸泡时间的增加而减小；在水流冲刷过程中，试件表面剪应力与流速的1.8次方呈线性关系，试件的质量损失速率随流速和表层静水溶蚀损伤程度的增加而增大，且静水溶蚀损伤程度越大，质量损失速率增加越显著。     

混凝土在海洋环境下硫酸盐侵蚀机理研究

对不同配合比混凝土试件在不同海洋区域内进行现场暴露试验,通过硫酸根离子含量测定、SEM扫描电镜试验及X荧光试验,研究实际海洋暴露环境下混凝土内部硫酸盐侵蚀机理。试验结果表明,不同暴露环境下硫酸根作用机理不同,混凝土在不同暴露区域硫酸盐侵蚀程度为潮汐区水下区浪溅区;硫酸根离子由混凝土表层向内部传输,在表层范围内硫酸盐腐蚀产物主要是钙矾石,随着硫酸根离子传输深度增加以及内部游离CaO水化成Ca(OH)2,混凝土硫酸盐损伤程度加剧;混凝土表层SO42-和Ca2+含量较高,而混凝土内部Na+含量较高。     

碳化与酸雨侵蚀共同作用下钢纤维混凝土的耐久性能

测试了碳化和酸雨侵蚀共同作用下钢纤维混凝土的质量变化率、劈拉强度变化率、溶蚀深度、中性化深度,系统研究了碳化和酸雨侵蚀共同作用下钢纤维混凝土的耐久性能.结果表明：碳化加速了酸雨侵蚀下混凝土的溶蚀;碳化和酸雨侵蚀共同作用下的混凝土质量损失率、劈拉强度损失率以及溶蚀深度都大于单独酸雨侵蚀作用下的混凝土质量损失率、劈拉强度损失率以及溶蚀深度,中性化深度大于单独酸雨侵蚀下中性化深度和单独碳化作用下中性化深度的叠加;碳化与酸雨侵蚀作用对混凝土中性化都有贡献,并且贡献大小几乎相当.适量钢纤维的掺入能有效抑制酸雨侵蚀引起的混凝土溶蚀,并降低混凝土中性化速度;掺15%（体积分数）钢纤维混凝土的耐久性能最优.     

超高性能混凝土抗污水腐蚀性能研究

为解决混凝土排水管使用过程中受污水腐蚀而过早破坏的问题,提出采用超高性能混凝土(UHPC)替代普通混凝土的技术思路。为研究其可行性,进行了UHPC抗污水腐蚀性能的试验研究。采用模拟工业废水、无机酸、有机酸等三种模拟污水溶液,对比研究UHPC和普通混凝土的抗污水腐蚀性能。研究表明:在三种不同溶液浸泡情况下,UHPC也会受到腐蚀,但其抗污水腐蚀性能要明显优于普通混凝土;在腐蚀最为严重的有机酸溶液中,普通混凝土浸泡6个月后抗压强度几乎丧失,而UHPC还能保持70%的抗压强度; UHPC内部结构十分致密,孔隙率极低,外界腐蚀离子只能通过表层进行腐蚀,这是其具有优异抗污水腐蚀性能的主要原因。以UHPC取代普通混凝土,能够有效解决混凝土排水管易受污水腐蚀、寿命不足的问题。虽然UHPC排水管的材料单价较高,但其壁厚和自重较低、管道寿命大幅延长、维修次数大幅减少,其全寿命周期的综合成本将低于普通混凝土排水管。     

污水处理系统中混凝土结构的腐蚀现状调查及分析

本文介绍了污水处理厂混凝土构筑物的腐蚀现状，分析了混凝土受污水侵蚀的主要原因，认为混凝土的腐蚀程度与环境工程中的ＢＯＤ、ＣＯＤ和ＳＳ等指标有密切关系，并提出今后的研究方向。     

受硫酸盐腐蚀混凝土微观结构分析

为探讨硫酸盐腐蚀条件下混凝土微观结构的变化规律,采用干湿交替的实验室加速腐蚀方法对混凝土试件进行腐蚀。通过压汞试验(MIP)测定了不同腐蚀时间混凝土的孔隙率,分析了孔径分布的变化规律;使用扫描电镜(SEM)观测了不同腐蚀时间混凝土微观结构的变化,运用分形理论对不同腐蚀时间混凝土表观裂缝特征进行了分析;采用能谱分析(EDS)测试了不同腐蚀时间混凝土内部相对元素含量的变化。结果表明:硫酸盐腐蚀混凝土的孔隙率先减小后增大,裂缝分维数逐渐增大,元素含量变化显著,微观结构完整性遭到破坏,这与混凝土宏观力学性能的退化相吻合。     

蒸养混凝土的表层伤损效应

通过试验研究蒸养混凝土的毛细吸水性和氯离子扩散性能,分析蒸养混凝土表层与内部微观结构特征的差异,探讨了蒸养混凝土的表层伤损效应及其机理.结果表明：相对于标养混凝土,蒸养混凝土表层位置处（由表及里约10mm范围）的毛细吸水性及氯离子扩散速率均基本较大;蒸养过程会对混凝土表层微观结构造成显著的伤损,且这种伤损主要集中在混凝土由表及里约10mm范围;蒸养混凝土表层区较大的温度梯度及肿胀变形是蒸养混凝土产生表层伤损效应的根本原因;粉煤灰和矿渣掺入可在一定程度上降低蒸养作用对混凝土表层造成的伤损程度,有效提高蒸养混凝土抵抗水及氯离子迁移的能力.     

城市生活污水处理厂的混凝土微生物腐蚀与设计对策

在以往的工程设计中,城市生活污水处理厂中混凝土构筑物的微生物腐蚀现象很少引起大家的注意,然而在役的污水处理厂当中,发生混凝土微生物腐蚀的现象是普遍存在的,而这些发生混凝土腐蚀的部位,多数在一个相对封闭的空间内不易发现。随着城市的发展,对城市污水处理厂的功能要求越来越高,混凝土构筑物的微生物腐蚀问题是一个必须正视的现实问题。在此背景下,本文针对这个问题,从腐蚀现象出发探讨了其产业的机理,并提出了相应的应对措施,希望对相关问题的进一步研究、对实际设计工作有所裨益。     

浅谈大体积高性能混凝土施工中的温度控制

通过对大体积承台混凝土施工中温控措施的分析,说明在混凝土结构芯部埋设冷却管,采用循环水法可有效降低混凝土内部与表层、混凝土表层与环境之间的温度差,从而达到有效控制因温差原因产生的混凝土内部及表面收缩裂纹的目的。     

混凝土用聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维耐碱性能对比分析

为了探究聚乙烯醇(PVA)纤维和聚丙烯(PP)纤维应用于混凝土中的稳定性,配制了不同浓度的NaOH溶液来模拟混凝土的碱性环境,同时采用加速腐蚀的方法对两种纤维进行碱溶液腐蚀处理,分别测试不同时间段两种纤维的直径和力学性能,并通过电镜观察纤维的表面变化情况。试验结果表明,随着浸泡时间的延长,两种纤维的直径都有所增加,强度都逐渐减小,但PP纤维的耐碱性能优于PVA纤维;碱溶液浓度越高,对纤维的腐蚀就越严重。微观形貌分析表明,相同条件下,PVA纤维比PP纤维受腐蚀更为严重。     

碳化作用下再生保温混凝土内部钢筋锈蚀程度分析

考察了在碳化作用下再生保温混凝土(RATIC)内部钢筋的锈蚀程度。设计了3组再生保温钢筋混凝土构件。在3组试件分别经过28、56、90 d的碳化作用之后,分别对其劈裂面喷涂酚酞试剂研究其碳化深度;之后在无损的状态下采用半电位法测量分析试件内部钢筋的腐蚀区域所占百分比;最后用盐酸洗涤试件内部钢筋,计算钢筋失重率,定量的分析试件内部钢筋受腐蚀情况。研究结果表明:随着碳化龄期的增长,RATIC的碳化深度也逐渐加深,当碳化深度超过保护层厚度的时候,钢筋附近混凝土p H值下降,锈蚀速度也逐渐加快;RATIC试件内部钢筋的腐蚀活动所占区域也随着碳化龄期的增长而不断增大,但试件内部钢筋的质量失重率较低,受腐蚀程度较浅。即RATIC对试件内部钢筋有着较好的保护作用。     

带初始损伤混凝土受硫酸盐侵蚀劣化的机理分析

通过测量混凝土的质量变化量和相对动弹性模量,研究了带初始损伤混凝土在干湿循环作用下受硫酸盐侵蚀的劣化规律,同时利用压汞法(MIP)、扫描电镜(SEM)和电子能谱技术(EDS),探究分析了含初始损伤混凝土在硫酸盐侵蚀作用下的孔结构和腐蚀产物组分的变化.结果表明:随着初始损伤度的增加和水灰比的增大,混凝土受硫酸盐腐蚀劣化加剧;损伤度为20%的混凝土受硫酸盐侵蚀150d后的相对动弹性模量降低至12.3%,试件部分表面剥落;大掺量矿渣混凝土抗硫酸盐侵蚀能力提高;随着腐蚀时间的增加,混凝土孔隙率增大,大孔数量增多;高水灰比混凝土内部腐蚀产物主要是石膏,低水灰比混凝土内部腐蚀产物主要是钙矾石.     

尿素包装厂房结构混凝土损伤调查与损伤机理分析

安庆石化尿素包装厂房混凝土结构出现较大面积的破坏现象,为评定其结构使用状况,对其混凝土结构进行现场调查和试验室测试。现场检查发现该厂房混凝土已发生严重的腐蚀,这些损伤大多伴随着尿素结晶存在。用体视显微镜和X射线衍射以及红外光谱分析等方法对现场钻取的芯样进行研究,结果表明:从混凝土表面逐步向内约40mm范围内混凝土基本上被尿素腐蚀,并有进一步扩展的趋势。分析混凝土损伤的主要原因既有物理作用,也有化学作用。物理作用是尿素在混凝土中的结晶导致混凝土膨胀开裂;化学作用则主要是尿素与混凝土中的碱作用加速了混凝土碳化。尿素分解的氨与混凝土中的碱作用也加剧混凝土的碳化,并且产生的水分引起进一步的腐蚀,特别是加剧钢筋腐蚀。物理作用和化学作用共同作用下导致混凝土损伤腐蚀;环境湿度对腐蚀起到重要的作用。     

横向弯曲裂缝对混凝土内氯离子侵蚀作用的影响

分析了横向开裂混凝土内氯离子的侵入机理及其主要影响因素,建立了基于双重孔隙介质模型的修正Fick定律氯离子扩散模型,并对持续加载下的开裂钢筋混凝土梁构件进行了氯盐干湿循环侵蚀试验。试验采用浓度为5%的NaCl溶液,在进行15个干湿循环后,借助快速氯离子含量检测RCT（Rapid Chloride Testing）法,对各裂缝处不同深度的氯离子含量进行了测定。试验结果表明：1）干湿循环侵蚀作用下,开裂混凝土表层0~20 mm范围内氯离子含量出现峰值,故可取表层对流区深度为15~20 mm左右;2）当表面裂缝宽度小于0.3 mm时,等效氯离子扩散系数平稳增大,模型的预测精度较高;当裂缝宽度大于0.3 mm后,等效氯离子扩散系数快速增大,氯离子侵入受对流作用的影响加大;3）受弯开裂混凝土等效氯离子扩散系数的劣化因子与裂缝宽度有直接关系,建议采用二次幂函数或分段函数来进行描述。