二氧化碳和硫酸根對隧道襯砌混凝土的侵蝕規(guī)律研究.pdf

1、隧道作為隱蔽工程，受到荷載和周圍環(huán)境的多重作用，對其耐久性提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。隧道常見的耐久性病害包括：襯砌裂損、襯砌腐蝕（包括碳化、氯離子侵蝕、硫酸鹽侵蝕等）、凍害等。 本文以侵蝕性介質在混凝土內部的擴散傳輸機理為依據，圍繞襯砌混凝土分別在大氣環(huán)境中的碳化和溶液長期浸泡條件下的硫酸根侵蝕作了探討。本文的研究工作有： 1.對我國隧道服役期間的常見病害進行了綜合分析，并在此基礎上著重針對碳化和硫酸根侵蝕對襯砌混凝土的侵蝕和危

2、害進行了分析。 2.根據相關的數據，在碳化擴散理論模型和前人研究的基礎上，分析了不同因素對混凝土碳化速度的影響，提出了多參數碳化深度預測公式。 3.對隧道混凝土中硫酸根侵蝕的可能來源進行了分析，對各種侵蝕途徑的影響和作用機理進行了有針對性的研究。 4.利用Fick第二擴散定律和傅立葉變換，針對隧道襯砌混凝土在環(huán)境水浸泡下的硫酸根侵蝕，建立了硫酸根侵蝕的基準擴散模型；考慮擴散過程中吸附作用的影響，建立了考慮吸附作用

3、的改進擴散模型。 5.根據經典相似理論，運用Fick第一定律，研究了自然碳化和快速碳化之間的相關規(guī)律；運用Fick第二定律，研究了硫酸根自然侵蝕和快速侵蝕之間的相關規(guī)律。 6.研究了硫酸根侵蝕造成的混凝土膨脹開裂全過程，分析了生成物石膏和鈣礬石分別對混凝土體積膨脹的影響。考慮混凝土孔隙率、收縮、極限拉應變等因素的影響，提出了硫酸根侵蝕下不同的產物類型引起的混凝土最終體積膨脹量計算公式。提出了硫酸根濃度閾值的概念，并根據硫