硫酸鹽、磨損復(fù)合侵蝕作用下自密實混凝土的耐久性的研究

劉文嫻田承宇

(1廣州航海學(xué)院航務(wù)工程系， 廣州 510330； 2中國水利水電第八工程局科研設(shè)計院， 長沙 410007）

硫酸鹽、磨損復(fù)合侵蝕作用下自密實混凝土的耐久性的研究

劉文嫻1田承宇2

(1廣州航海學(xué)院航務(wù)工程系， 廣州 510330； 2中國水利水電第八工程局科研設(shè)計院， 長沙 410007）

通過試驗，研究了有害介質(zhì)與磨損的聯(lián)合作用自密實混凝土的耐久性能。結(jié)果顯示：自密實混凝土中由于粉煤灰緩解了硫酸鹽對混凝土的腐蝕程度，從而改善了混凝土的耐磨性能，與單一硫酸鈉溶液相比，混合溶液對其耐磨度影響與單一的硫酸鈉溶液相仿，而半浸對耐磨度影響較大。

自密實混凝土；磨損 ；硫酸鹽；耐久性

0 前言

實際工程中，混凝土建筑物的破壞卻往往是因為混凝土耐久性不足而提前失效的。對于這些耐久性問題，早期的研究主要是針對單一因素作用下的混凝土耐久性進(jìn)行的，但是實際使用環(huán)境中，往往是外界有害介質(zhì)與磨損的雙重作用造成混凝土保護(hù)層的失效。迄今為止，國內(nèi)外鮮少有學(xué)者研究外界有害介質(zhì)與磨損的聯(lián)合作用，如硫酸鹽與磨損的聯(lián)合作用。因此，本研究將從外界有害介質(zhì)與磨損二者聯(lián)合作用開展對自密實混凝土耐久性的研究。

1 原材料

采用湖南湘鄉(xiāng)水泥廠生產(chǎn)的韶峰牌P.O42.5 級水泥，實測強(qiáng)度為45.0MPa，表觀密度為3.1kg/m3；湘潭電廠產(chǎn)I級粉煤灰，表觀密度為2.32kg/m3，勃氏比表面積為460m2/kg；5mm～20mm粒級連續(xù)級配合格的卵石，表觀密度為2.66kg/m3；細(xì)度模數(shù)為2.60的河砂，表觀密度為2.65kg/m3；氨基磺酸鹽型超塑化劑，拌合物水為自來水。水泥、粉煤灰的化學(xué)組成如表1所示。

表1 P.O.42.5、粉煤灰（FA）的化學(xué)成分

2 硫酸鹽侵蝕和磨蝕共同作用下的性能實驗

基準(zhǔn)配合比如表2，制作不同的混凝土。

表2 基準(zhǔn)配合比

試件尺寸為150mm×150mm×150mm立方體試件，養(yǎng)護(hù)到28d齡期后，將試件浸泡在質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%的硫酸鈉溶液中，3個月后測定各試件的耐磨性能。由于試驗條件，本節(jié)的研究將依照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》(JTGE 053-2005)中《混凝土抗磨性試驗》(T0567-2005)進(jìn)行。試驗結(jié)果如表3所示。表3試驗結(jié)果顯示，浸泡3個月后，自密實混的磨損量都末出現(xiàn)增加的現(xiàn)象。自密實混凝土中由于粉煤灰反應(yīng)程度增大，粉煤灰顆粒與基體結(jié)合緊密，緩解了硫酸鹽對混凝土的腐蝕程度，從而改善了混凝土的耐磨性能。

表3 硫酸鹽浸泡后的磨損量

1 7.411 7.365 0.046 2 2 7.529 7.447 0.042 3 7.507 7.456 0.0510.0463.681 7.654 7.618 0.036 3 2 7.769 7.732 0.037 3 7.593 7.555 0.0380.0372.961 7.684 7.653 0.031 4 2 7.782 7.745 0.037 3 7.698 7,667 0.0310.0322.561 7.813 7. 791 0.022 5 2 7.663 7.634 0.029 3 7.782 7.751 0.031f0.0272.161 7.627 7.580 0.047 6 2 7.754 7.705 0.049 3 7.749 7.698 0.051 ce0.0493.92

3 典型水工環(huán)境侵蝕及磨蝕共同作用的性能

混凝土的配合比如表4所示，水泥：砂：碎石: 水＝329: 816: 853: 184。試驗試件為150mm×150mm× 150mm的立方體混凝土試塊。腐蝕介質(zhì)選用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%的硫酸鈉溶液和質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鈉溶液+質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%的硫酸鈉溶液的混合溶液。養(yǎng)護(hù)到28d齡期后，將試件浸泡在水中及腐蝕介質(zhì)溶液中；為了模擬水工混凝土結(jié)構(gòu)水位變化對混凝土耐磨性能的影響，其中的3個試件了采用了半泡法，3個月后測定各試件的耐磨性能。試驗結(jié)果如表5所示。

從表5可以看出，自密實混凝土的后期耐磨性提高較快，齡期為28的耐磨度為3.93 kg/m2，而3個月后，其耐磨度降為3.36 kg/m2，小于3.6 kg/m2。浸泡至3個月，與單一硫酸鈉溶液相比，混合溶液對其耐磨度影響與單一的硫酸鈉溶液相仿，而半浸對耐磨度影響較大。

表4 混凝土的配合比

表5 典型水工環(huán)境下自密實混凝土的抗磨蝕性能

小結(jié)：

1.自密實混凝土具有較好的耐磨性能，粉煤灰的活性相對水泥要低, 在磨損作用下粉煤灰顆粒容易脫離基體，其早期絕對磨耗值較普通混凝土的高。

2.浸泡至3個月，與單一硫酸鈉溶液相比，混合溶液對其耐磨度影響與單一的硫酸鈉溶液相仿，而半浸對耐磨度影響較大。

[1]馬孝軒,冷發(fā)光,郭向勇.混凝土材料抗硫酸鹽腐蝕試驗方法研究，混凝土標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及工程應(yīng)用.北京:中國建材工業(yè)出版社,2015:1 9一2 3

[2]石亮，吳燁,劉建忠，續(xù)榮貴，陽大飛，喬艷靜.硫酸與硫酸鹽共同作用對混凝土性能的影響,新型建筑材料，2013.1

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