硫酸盐、磨损复合侵蚀作用下自密实混凝土的耐久性的研究

刘文娴田承宇

(1广州航海学院航务工程系， 广州 510330； 2中国水利水电第八工程局科研设计院， 长沙 410007）

硫酸盐、磨损复合侵蚀作用下自密实混凝土的耐久性的研究

刘文娴1田承宇2

(1广州航海学院航务工程系， 广州 510330； 2中国水利水电第八工程局科研设计院， 长沙 410007）

通过试验，研究了有害介质与磨损的联合作用自密实混凝土的耐久性能。结果显示：自密实混凝土中由于粉煤灰缓解了硫酸盐对混凝土的腐蚀程度，从而改善了混凝土的耐磨性能，与单一硫酸钠溶液相比，混合溶液对其耐磨度影响与单一的硫酸钠溶液相仿，而半浸对耐磨度影响较大。

自密实混凝土；磨损 ；硫酸盐；耐久性

0 前言

实际工程中，混凝土建筑物的破坏却往往是因为混凝土耐久性不足而提前失效的。对于这些耐久性问题，早期的研究主要是针对单一因素作用下的混凝土耐久性进行的，但是实际使用环境中，往往是外界有害介质与磨损的双重作用造成混凝土保护层的失效。迄今为止，国内外鲜少有学者研究外界有害介质与磨损的联合作用，如硫酸盐与磨损的联合作用。因此，本研究将从外界有害介质与磨损二者联合作用开展对自密实混凝土耐久性的研究。

1 原材料

采用湖南湘乡水泥厂生产的韶峰牌P.O42.5 级水泥，实测强度为45.0MPa，表观密度为3.1kg/m3；湘潭电厂产I级粉煤灰，表观密度为2.32kg/m3，勃氏比表面积为460m2/kg；5mm～20mm粒级连续级配合格的卵石，表观密度为2.66kg/m3；细度模数为2.60的河砂，表观密度为2.65kg/m3；氨基磺酸盐型超塑化剂，拌合物水为自来水。水泥、粉煤灰的化学组成如表1所示。

表1 P.O.42.5、粉煤灰（FA）的化学成分

2 硫酸盐侵蚀和磨蚀共同作用下的性能实验

基准配合比如表2，制作不同的混凝土。

表2 基准配合比

试件尺寸为150mm×150mm×150mm立方体试件，养护到28d龄期后，将试件浸泡在质量百分数为10%的硫酸钠溶液中，3个月后测定各试件的耐磨性能。由于试验条件，本节的研究将依照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTGE 053-2005)中《混凝土抗磨性试验》(T0567-2005)进行。试验结果如表3所示。表3试验结果显示，浸泡3个月后，自密实混的磨损量都末出现增加的现象。自密实混凝土中由于粉煤灰反应程度增大，粉煤灰颗粒与基体结合紧密，缓解了硫酸盐对混凝土的腐蚀程度，从而改善了混凝土的耐磨性能。

表3 硫酸盐浸泡后的磨损量

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 典型水工环境侵蚀及磨蚀共同作用的性能

混凝土的配合比如表4所示，水泥：砂：碎石: 水＝329: 816: 853: 184。试验试件为150mm×150mm× 150mm的立方体混凝土试块。腐蚀介质选用质量百分数为10%的硫酸钠溶液和质量百分数为3.5%的氯化钠溶液+质量百分数为10%的硫酸钠溶液的混合溶液。养护到28d龄期后，将试件浸泡在水中及腐蚀介质溶液中；为了模拟水工混凝土结构水位变化对混凝土耐磨性能的影响，其中的3个试件了采用了半泡法，3个月后测定各试件的耐磨性能。试验结果如表5所示。

从表5可以看出，自密实混凝土的后期耐磨性提高较快，龄期为28的耐磨度为3.93 kg/m2，而3个月后，其耐磨度降为3.36 kg/m2，小于3.6 kg/m2。浸泡至3个月，与单一硫酸钠溶液相比，混合溶液对其耐磨度影响与单一的硫酸钠溶液相仿，而半浸对耐磨度影响较大。

表4 混凝土的配合比

表5 典型水工环境下自密实混凝土的抗磨蚀性能

小结：

1.自密实混凝土具有较好的耐磨性能，粉煤灰的活性相对水泥要低, 在磨损作用下粉煤灰颗粒容易脱离基体，其早期绝对磨耗值较普通混凝土的高。

2.浸泡至3个月，与单一硫酸钠溶液相比，混合溶液对其耐磨度影响与单一的硫酸钠溶液相仿，而半浸对耐磨度影响较大。

[1]马孝轩,冷发光,郭向勇.混凝土材料抗硫酸盐腐蚀试验方法研究，混凝土标准规范及工程应用.北京:中国建材工业出版社,2015:1 9一2 3

[2]石亮，吴烨,刘建忠，续荣贵，阳大飞，乔艳静.硫酸与硫酸盐共同作用对混凝土性能的影响,新型建筑材料，2013.1

U45

：B

1007-6344（2017）08-0296-02