混凝土在干濕循環(huán)與硫酸鹽侵蝕雙重因素作用下的損傷研究.pdf

1、混凝土的耐久性研究具有廣泛而深遠的意義，從材料角度研究混凝土耐久性主要針對混凝土耐腐蝕、抗凍、碳化及耐鋼筋銹蝕等問題，實際環(huán)境中混凝土腐蝕常常不是單一的狀態(tài)，環(huán)境中其他的因素對腐蝕有或多或少的影響，研究時要考慮多因素損傷的混凝土性能分析。海工建筑及水工混凝土結構中均會發(fā)生混凝土干濕循環(huán)破壞，海平面附近的混凝土最易破壞，硫酸鹽侵蝕是混凝土化學侵蝕中最廣泛普通的形式，結合兩種侵蝕對混凝土劣化研究有重要的理論和工程實踐意義。 本文主要

2、研究硫酸鹽侵蝕和干濕循環(huán)損傷共同作用下對混凝土的宏觀損傷規(guī)律，將三種不同水灰比的混凝土試件(W/C=0.4、0.55、0.7)分組放在四種不同的浸泡環(huán)境中，清水以及Na2SO4％=3.O％、5.0％和8.0％的硫酸鹽溶液，采用單因素硫酸鹽侵蝕和干濕循環(huán)與鹽侵蝕雙因素試驗對比宏觀力學性能劣化，并建立基于動彈性模量Ed的累積損傷演化模型。 混凝土性能的劣化是微觀結構形態(tài)演化在宏觀上的反映，所以本文結合相應微觀試驗來分析干濕循環(huán)和鹽侵

3、蝕的損傷機理以及不同水灰比試件在不同硫酸鈉濃度溶液中鹽侵蝕和干濕循環(huán)腐蝕雙因素的交互疊加效應。微觀試驗主要針對硫酸鹽主要侵蝕產物鈣礬石晶體的生長，利用XRD中K值法定量分析不同工況下試件中鈣礬石生長量變化規(guī)律，并利用ESEM對其微觀孔隙結構變化進行觀察，分析固相侵蝕結晶物的生長形態(tài)、膨脹特性等。 本文的宏觀與微觀試驗研究得出了一些初步結論，硫酸鈉溶液常溫浸泡440天的侵蝕試驗結果表明硫酸鹽侵蝕過程是長期緩慢的過程，Ed演化規(guī)律一

4、般是前期密實增強一平緩一緩慢下降，混凝土試件處在負損傷階段。在干濕循環(huán)與鹽侵蝕共同作用過程中干濕循環(huán)損傷和鹽侵蝕有一定的超疊加效應，濃度越高超疊加效應越明顯，在疊加效應中硫酸鹽侵蝕對混凝土的劣化起主要作用。 對應的不同水灰比損傷量D的損傷演化模型也可以反映出干濕循環(huán)和鹽浸泡損傷過程的差別，三種水灰比混凝土的損傷演化規(guī)律類似，均可以用二次多項式來擬合，公式D=A+BT+CT2，損傷變化基本上是緩慢至加速增長，一般濃度越高損傷變化速

5、度越快，水灰比對損傷變化的影響不大。微觀試驗結果表明雙因素作用環(huán)境中E的含量比浸泡中的要多一些，水灰比較小的可達到1.6％～2.0％，水灰比大的可達到3.0％左右，基本上是大幅增長一相對平緩的趨勢，水灰比較大的試件，這種前后變化差異更明顯。通過ESEM等微觀測試手段發(fā)現(xiàn)，干濕循環(huán)與硫酸鈉侵蝕作用下混凝土的破壞主要是鹽析晶和侵蝕產物的體積膨脹造成裂縫的擴展，水灰比越大，內部界面處裂隙開展越迅速。硫酸鹽化學侵蝕產物主要是鈣礬石晶體，通過ES