混凝土硫酸盐侵蚀机理分析

硫酸盐侵蚀是对混凝土耐久性危害最大的一种侵蚀。本文分析了水泥胶凝材料的水化,进行了水泥胶砂抗硫酸盐侵蚀试验和混凝土抗硫酸盐侵蚀试验,探讨了改善和提高普通水泥混凝土抗侵蚀性的有效方法,对提高混凝土结构的耐久性具有一定的意义。     

坪头水电站混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

硫酸盐侵蚀是影响水工混凝土耐久性的一个重要因素,也是影响因素最复杂、危害性最大的一种环境腐蚀。本文结合坪头水电站的实际,采用混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验方法,开展了混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究,对影响水工混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的因素进行了探讨。试验研究表明:坪头水电站选用含有活性混合材的普硅水泥,掺用一定量的R值较低的粉煤灰与具有抗硫酸盐侵蚀能力的外加剂、采用较小的水胶比可以配制抗硫酸盐侵蚀能力强的满足设计要求的水工混凝土。     

不同矿物掺和料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

硫酸盐侵蚀是威胁工程结构耐久性中比较典型的一种形式。通过实验,研究了不同矿物掺和料混凝土试件在不同浸泡方式和不同侵蚀离子类型作用下的抗硫酸盐侵蚀性能,测定了不同掺和料混凝土在不同侵蚀条件下的各龄期耐蚀系数,并对掺粉煤灰、矿渣粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价。结果表明：硫酸盐侵蚀环境中存在的镁离子对混凝土破坏作用更大;相较而言,矿渣粉火山灰活性较高,能够较早发挥火山灰效应,使混凝土结构更加密实;与掺30%粉煤灰的混凝土相比,掺30%矿渣粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能更好;在工程干湿交替区域,混凝土中不宜掺入粉煤灰,可掺入适量的矿渣粉延缓混凝土受侵蚀破坏作用。     

掺膨胀剂混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

硫酸盐侵蚀是引起混凝土材料失效的一项重要因素,在实际工程中采用掺入矿物掺合料等方式来提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性。阐述了硫酸盐侵蚀机理及侵蚀产物,以及掺膨胀剂混凝土抗硫酸盐侵蚀性的研究现状,并且结合研究现状提出一些建议。     

混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究

本文对水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀进行了系统的试验研究,分别研究了不同配合比下的掺加硅灰混凝土的抗硫酸盐侵蚀规律。通过试验发现,试件的渗透性在混凝土的抗硫酸盐侵蚀试验中是一个重要的因素。     

盐类侵蚀作用下混凝土力学性能退化规律研究

我国盐渍土分布广泛,复合盐侵蚀成为钢筋混凝土耐久性的重要问题。本文梳理了单一硫酸盐与氯盐-硫酸盐复合盐侵蚀下,水胶比、掺加矿物掺合料等材料因素以及硫酸盐浓度等环境因素对混凝土力学性能劣化规律的研究成果。结果表明,添加PVA纤维、减小水胶比对混凝土抗复合盐侵蚀改善效果较为显著,在一定掺量下,复掺矿粉与粉煤灰混凝土的耐盐类侵蚀性能较单掺时更佳。通过改善混凝土内部结构或者减少侵蚀反应物生成,延缓力学性能退化均可以提高提高混凝土抗硫酸盐、复合盐侵蚀性能,大量试验结果表明随着盐类侵蚀时间的增长,无论是单一硫酸盐侵蚀还是氯盐-硫酸盐复合盐侵蚀混凝土的力学性能劣化规律大致相同,均为先上升后下降,反映在应力与应变上的损伤变化是一致的,但氯盐对硫酸盐侵蚀发挥的作用存在临界值。     

冻融循环及硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响研究

为研究冻融循环与硫酸盐侵蚀双因素耦合作用下混凝土的耐久性及其演变规律,分别通过混凝土单因素冻融循环试验、单因素硫酸盐侵蚀试验、硫酸盐侵蚀与冻融循环双因素耦合试验,分析各种因素下混凝土耐久性的劣化机理。试验结果表明:在单因素冻融循环、单因素硫酸盐侵蚀及硫酸盐侵蚀与冻融循环双因素耦合作用下,混凝土的质量均表现为先增大后逐渐减小;而混凝土的相对动弹性模量在单因素冻融循环作用下随着冻融循环次数逐渐减小,在单因素硫酸盐侵蚀、硫酸盐侵蚀与冻融循环双因素耦合作用下表现为先增加后减小,且经过６０次单因素硫酸盐侵蚀作用后,混凝土的质量损伤率达到最小值,相对动弹性模量达到最大值。与单因素下两种侵蚀的损伤相比,双因素耦合作用对混凝土的损伤大于单因素损伤的叠加效果。     

应重视水利水电工程的硫酸盐侵蚀问题

论述了硫酸盐侵蚀类型及其作用机理,总结了相应的防治措施.四个工程实例证明,采用内掺火山灰活性材料,如粉煤灰等,可以有效解决硫酸盐侵蚀问题.西部地区地下水含有较高浓度的硫酸盐,对混凝土产生严重的硫酸盐侵蚀.水电工程建设应充分重视硫酸盐侵蚀问题,若遭遇的地下水具有硫酸盐侵蚀性,应采取相应的措施,提高工程混凝土的耐久性.     

冻融循环及硫酸盐侵蚀双因素下面板混凝土耐久性研究

冻融循环与硫酸盐侵蚀是影响面板混凝土耐久性的两个主要因素。研究了水灰比为0.45、0.42、0.38的面板混凝土在5.0%(质量分数)硫酸钠溶液中单一冻融循环、单一硫酸盐侵蚀及冻融循环及硫酸盐侵蚀交替试验下面板混凝土的质量损失率及相对动弹模量变化规律和特点。结果表明:水灰比越小,面板混凝土的抗冻性及抗硫酸盐侵蚀能力越强。冻融破坏与硫酸盐侵蚀双因素作用不是简单的相互叠加的效应,而是超叠加效应,这两种破坏是相互促进,相互影响。本文的研究方法及成果可以为面板混凝土耐久性研究提供重要的参考依据。     

新疆某重点工程西干渠混凝土板破坏机理研究

针对新疆某渠道混凝土板表层出现松脆的现象,根据混凝土侵蚀机理及侵蚀产物的形貌、形态,通过电镜观测和环境土壤中硫酸盐含量测定结果,判定渠道混凝土板产生破坏的原因是发生了硫酸盐侵蚀破坏。     

混凝土硫酸盐侵蚀影响因素的试验研究

硫酸盐侵蚀混凝土使建筑物在没有达到预期的设计使用寿命时就发生破坏,混凝土的配合比(水灰比和胶砂比)、尺寸及预养方式是否影响硫酸盐的侵蚀速度。该文以胶砂试件的抗折抗蚀系数和抗压抗蚀系数作为评定的标准,试件的制备过程按照GB/T 17671-1999,选有代表性的硫酸钠和硫酸镁溶液作为浸蚀溶液,并使溶液浓度保持其设定值,溶液每隔28 d更换一次,在规定龄期测试件强度。结果表明:试件的水灰比越大,胶砂比越小,尺寸越小(比表面积越大),侵蚀速度越快;提高预养温度、缩短预养时间可以加快侵蚀速度;硫酸镁侵蚀破坏的速度比硫酸钠侵蚀慢。对硫酸钠型侵蚀,采用抗折抗蚀系数作为判定指标较为合理,对硫酸镁型侵蚀,应该综合考虑抗折抗蚀系数和抗压抗蚀系数。     

碳化及硫酸盐侵蚀对混凝土强度性能的影响研究

为研究碳化与硫酸盐侵蚀共同作用下混凝土的强度特性及其演变规律,分别通过单一硫酸盐干湿循环试验、单一碳化试验以及碳化与硫酸盐干湿循环的交替试验,分析其对混凝土强度特性的影响机理。试验结果表明:水灰比越小,单一硫酸盐侵蚀以及碳化与硫酸盐侵蚀交替作用后混凝土的抗压强度及劈裂抗拉强度降低幅度越小;随着碳化时间的延长,混凝土的抗压强度及劈裂抗拉强度呈现先快后慢的增长趋势,且水灰比越大,增长幅度越大;碳化与硫酸盐侵蚀共同作用下,二者对混凝土强度的影响特征并非各自影响效应的简单叠加,而是相互影响、相互促进。因此,在碳化和硫酸盐侵蚀作用同时存在的环境中,混凝土的水灰比不应太大。     

硫酸盐和氯盐对砂浆宏微观力学性能的影响

盐湖和海水中富含的硫酸盐和氯盐会从外向内侵蚀混凝土结构。针对硫酸盐和氯盐侵蚀的不均匀特性,通过开展不同侵蚀工况下的X射线衍射、抗压强度、劈裂抗拉强度和不同侵蚀深度的维氏硬度试验,探究不同侵蚀程度下砂浆试样的物相组成和宏、微观力学性能的演变规律,并改进Logistic函数建立维氏硬度评估模型。结果表明：复合盐侵蚀下硫酸盐和氯盐的侵蚀产物减少;复合盐侵蚀下维氏硬度沿深度的分布可分为上升段、下降段和稳定段3部分;建立的评估模型能够准确描述硫酸盐和氯盐侵蚀下砂浆维氏硬度的分布规律;维氏硬度可以用于分析不同侵蚀深度材料抗压性能的演变规律。研究成果可为混凝土结构的耐久性评估和修复提供参考。     

混凝土硫酸盐侵蚀快速评估试验方法影响因素的研究

通过试验研究了养护方式、水灰比和胶砂比对混凝土硫酸盐侵蚀试验速度的影响。结果表明:50℃水中养护7 d的试件要比标准养护28 d的试件先破坏;对于硫酸钠侵蚀,在早期,水灰比越大,胶砂比越小,试件破坏越快,随着时间的延长,水灰比的影响不是很明显;对于硫酸镁侵蚀,水灰比和胶砂比的影响在本试验周期内的效果不是很明显。     

高强混凝土经轴压和硫酸盐侵蚀后的力学性能

对经历不同程度轴压荷载的高强混凝土试件(尺寸为100 mm SymboltB@ 100 mm SymboltB@ 300 mm)进行硫酸盐长期浸泡和干湿循环试验,并在180 d侵蚀后对其进行单轴压缩试验。分析不同侵蚀方式下,硫酸盐浓度大小及历史荷载水平对峰值应力、峰值应变、弹性模量、应力-应变曲线等的影响。结果表明：在相同历史荷载水平下,随着硫酸盐溶液浓度的增加,侵蚀方式是长期浸泡时,峰值应变先减小后增加,峰值应力、弹性模量则先增大后减小;而侵蚀方式是干湿循环条件时,随硫酸盐溶液浓度的增大,峰值应变持续增加,峰值应力、弹性模量则不断减小。在相同硫酸盐溶液浓度下,随着历史荷载的增大,长期浸泡及干湿循环侵蚀方式下,其峰值应变均增加,峰值应力及弹性模量均降低。引入叠加效应系数K来表征硫酸盐侵蚀与单轴历史荷载作用2个因素的联合交互作用,分析表明,荷载历史与硫酸盐腐蚀联合作用对混凝土的损伤起到相互促进的作用。     

硫酸盐侵蚀作用下水泥砂浆水力劈裂特性

为研究硫酸盐侵蚀作用下水泥砂浆水力劈裂特性,利用三场耦合试验系统,设计4种试验工况进行水力劈裂试验,分析不同pH值的硫酸盐溶液、不同侵蚀时间下水泥砂浆力学性能和抗水力劈裂能力.试验结果表明,不同pH值的硫酸盐溶液对水泥砂浆的水力劈裂力学特性有不同影响,在侵蚀后期,对于0.1 mol/L的Na2 SO4溶液,pH值分别为...     

混凝土受不同浓度水平硫酸盐侵蚀劣化机理试验研究

本文通过微观和宏观观测综合揭示了干湿循环作用下混凝土受不同浓度水平硫酸盐侵蚀的劣化规律,微观观测包括用热分析方法进行侵蚀产物分析和用改进硫酸钡重量法（化学滴定法）测量由表及里不同深度处硫酸根含量,宏观观测主要包括抗压强度、劈裂抗拉强度等基本力学性能。干湿循环作用下,湿状态下混凝土受到钙矾石、石膏等膨胀性侵蚀产物的作用,干状态下又叠加Na2SO4.10H2O结晶压力的损伤。当侵蚀溶液浓度比较高时,湿状态下硫酸根更容易扩散进入混凝土内部,干状态下生成的Na2SO4.10H2O晶体数量多,导致混凝土受侵层厚度比较大,表现为宏观上的强度劣化程度就严重。研究成果可为进行干湿循环作用下混凝土硫酸盐侵蚀的评估和预防提供依据。     

再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能研究

为了研究再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能及寿命预测,以再生粗骨料取代率、水胶比、粉煤灰掺量为影响因素,通过试验的方法,将试件放入浓度为5%的Na₂SO₄溶液中浸泡3 d,然后取出置室内环境下晾干3 d,为一个干湿循环。分别在干湿循环0,5,10,20,30,40,50,60次时,测定其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、质量损失率,以此判定再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能,并基于质量损失率考虑再生粗骨料取代率、水胶比、粉煤灰掺量的影响,预测再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的使用寿命。结果表明,无论是抗压强度还是劈拉强度均随着水胶比的增大而降低;相比未掺粉煤灰的再生混凝土,当粉煤灰掺量在20%~30%时,可以改善再生混凝土的抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能;当粉煤灰掺量在40%时,达不到很好的抗硫酸盐干湿循环侵蚀效果;当再生粗骨料取代率为70%、水胶比为0.3、粉煤灰掺量为30%时,能达到比较好的抗硫酸盐干湿循环侵蚀效果,并将此条件代入预测模型求得T=128 a,相比重要建筑物设计使用年限为100 a,认为耐久性良好。