温福铁路CX-SUN混凝土外加剂作用机理研究.pdf
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1、2 0 1 2年 第 3期 (总 第 2 6 9期 ) N u mb e r 3 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No 2 6 9 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 实用技术 P RACTI CAL TE CHN0L OGY d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 2 0 3 0 4 3 温福铁路 C X S U N混凝土外加剂作用机理研究 于洪宾 。连泽平 。 ( 1 金陵科技学院,江苏 南京 2 1 0 0 0 1 ; 2 中铁大桥局,江苏 南京 2 1 0 0 0 0 ) 摘要: 温福铁路处于东南沿
2、海地区, 台湾海峡西岸, 许多桥梁位于海水和地下水侵蚀环境, 为了确保设计使用年限达到 1 0 0 年以上, 针 对东南沿海环境温福线铁路桥梁混凝土抗腐蚀, 提高耐久性, 应用了 C X - S U N抗侵蚀外加剂。 C X S U N海工高性能混凝土抗侵蚀外加剂 产品, 可解决钢筋混凝土因长期遭受地表海水和地下水中各种化学物质的侵蚀破坏而过早丧失服役现象, 使混凝土使用年限提高2 0 3 0 年。 关键词: 温福铁路;C X S UN 混凝土外加剂;混凝土耐久性;混凝土抗腐蚀性 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 2 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2
3、 0 1 2 ) 0 3 0 1 4 1 0 4 St udy t h e me ch ani s m of CX- SUN c onc r e t e admi x t u r es i n c onc r e t e s t r u c t u r es o f t h e W e nz hou -F uz hou r a i l way YU Ho n g - b i n , LZ A _ Z e- pi n s ( 1 J i n L i n g I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y , Na n j i n g 2 1 0 0 0 1 ,
4、 C h i n a ; 2 C h i n a Z h o n g t i e Ma j o r B r i d g e E n g i n e e r i n g Gr o u pCo , L t d , Na n j ta g 2 1 0 0 0 0 , C h i n a ) Ab s t r ac t : T h e We n z h o u - F uz h o u Ra i l wa y I i e s i n t h e s o u the a s t c O a s t o f China we s t t o Ta i wa n S t r a i t Ma n y o f
5、 the b r i dg e s a r e u n d e r c o n d i t i o n s o f the s e a a n d u n d e r g r o u n d wa t e r e r o s i o n In o r d e r t o p r o l o n g t h e s e r v i c e l i f e o f the b ri d g e f o r a t l e ast 1 0 0 y e a r s , we a p p l y for t h e C X- S UN a n t i e r os i o n a d d i t i v
6、 e S O a s t o i mp r o v e the r e s i s t a n c e o f c o r r o s i o n a n d e n h an c e i t s d u r a bi l i t y a c c o r ding to t h e e n v i r o n me n t o fthe s o u the ast C O ast A h i g h - p e rfo r ma n c e c o n c r e t e a d mi x t u r e p r o d u c t s o f c o rro s i o n r e s i
7、s t a n t o n ma r i n e c a ll s o l v e the p h e n o me n o n t h a t many r e i n f o r c e d c o n c r e t e l o s s the i r s e r v i c e s O e a r l y d u e to a l o n g t e r m e x p o s u r e t o v a r i e t i e s o f c h e mi c a l e r o s i v e d e s t r u c t i o n o n t h e s u r f a c
8、e o f the s e a and gro u n d wa t e r T h e a d d i c t i v e wo ul d p r o l o n g t h e s e rvi c e o f the c o n c r e t e for a bo u t 2 O to 3 0 y e a r s Ke y wor ds : we n z h o u - f u z ho u r a i l wa y; CX- S UN c o n c r e t e a d mi x t u r e s c o n e re t e d ura b i l i t y; c o r r
9、 o s i o n r e s i s t a n c e o f c o nc ret e 0 引言 地表海水和地下水中各种有害化学物质的侵蚀, 严重威胁 沿海跨海桥梁钢筋混凝土结构的耐久性。 C X S UN海工高性能 混凝土抗侵蚀外加剂可解决钢筋混凝土因长期遭受地表海水 和地下水中各种化学物质的侵蚀破坏而过早丧失服役现象 , 使 混凝土使用年限提高2 0 3 O 年。 温福铁路处于东南沿海地区, 台湾海峡西岸, 许多桥梁位 于海水和地下水侵蚀环境 , 为了确保设计使用年限达到 1 0 0年 以上, 针对东南沿海铁路温( 州) 福( 州) 线桥梁混凝土抗腐蚀 , 提高耐久性 , 经过大量
10、理论分析和试验研究 , 应用了 C X S U N 抗侵蚀外加剂。 C X S UN高性能混凝土抗侵蚀性外加剂是一种含有纳米 尺度矿物的复合型粉状材料 , 集减水增强、 细化混凝土内部孔 结构 、 堵塞混凝土内部渗水通道、 降低混凝土收缩率和吸收海 水中侵蚀性离子等功能于一身, 属于多功能、 高性能的抗侵蚀 性 l J n 剂。 它不仅对钢筋无锈蚀作用 , 而且能大幅度提高钢筋抗 锈蚀能力。 ( 1 ) 掺加 7 O 9 0 的 C X S UN 抗侵蚀外加剂, 在保持相 同流动性的情况下, 能使砂浆抗渗等级提高 3 0 0 以上 , 使混凝 土的抗渗等级提高4 0 0 , 亦可用来配制抗渗等
11、级为 P 2 0以上的 防水抗渗混凝土。 收稿 日期 :2 0 1 1 o 9 - 2 6 ( 2 ) 掺加 C X S UN抗侵蚀外加剂, 可以大幅度降低混凝土 中 c 1 一 的渗透速度, 按照 AS T M1 2 0 2方法测得的电通量远低于 1 0 0 0 c, 属于渗透性很低的范畴, 非常适合于长寿命服役期的 海工钢筋混凝土工程。 ( 3 ) 在保持水泥用量和坍落度不变盼隋况下, 掺加 7 -0 9 6 的C X S UN 抗侵蚀外加剂可减 ! 、 ? 昆 凝用水量 1 5 2 3 , 使混凝 土 3 d 强度提高 1 5 0 以上, 7 d 强度提高 1 2 0 2 右, 2 8
12、d 强度提 高 4 0 左右 。 ( 4 ) 掺加 C X S UN 抗侵蚀外加剂可以使混凝土在潮湿养护 条件下早期产生一定膨胀( 0 O 1 - 4 ) 0 2 ) , 补偿后期 由于失水 干燥引起的部分收缩, 从而提高结构物抗裂性 、 体积稳定性和 耐久性 。 ( 5 ) 掺加 C X S UN 抗侵蚀外加剂可以大幅度改善混凝土的 保水性和抗离析性, 减少泌水通道, 提高海工混凝土表面光洁 度 , 降低海浪( 海砂) 对钢筋保护层表面的冲蚀破坏。 1 作 用机理分析 结合 C X S UN 对硫酸盐侵蚀 、 镁盐侵蚀、 硫酸型酸性侵蚀、 溶出型侵蚀( 含碳酸型侵蚀) 、 盐类结晶侵蚀和钢筋
13、锈蚀等各种 侵蚀类型的作用阐述 C X- S UN的作用机理。 1 1 抗硫 酸 盐侵 蚀 和硫 酸型酸性 侵蚀 这两种侵蚀中起主要作用的都是S O , - 。 s O j 一 与硬化水泥石 1 41 中的C a ( O H) 起置换作用, 生成 C a S O 。 C a S O 与水泥石中的 固态水化铝酸钙作用生成三硫型水化铝酸钙 : 4 Ca O A1 2 03 1 2 H2 O+ 3 C a S O4 + 2 0 H2 0_ _ + 3 C a O A 1 2 0 3 3 C a S O 4 3 1 H 2 O + C a ( O H) 2 生成的三硫型水化铝酸钙含有大量结晶水, 使原
14、有固相体 积增大 1 5 倍以上, 由于是在已经硬化的水泥石中产生上述反应, 因 - tyC z k 泥石起极大的破坏作用。 当浓度较高时, 将在孔隙中直接 结晶成二水石膏, 体积膨胀导致破坏。 C X S U N海工混凝土抗侵 蚀外加剂的使用可以大大提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀和硫酸 型酸生 侵蚀作用。 具体作用机理如下 : 首先, C X S U N海工混凝土抗侵蚀外加剂添加到混凝土 中, 能使混凝土结构更加密实。 C X - S UN 抗侵蚀外加剂中含有纳 米级密实组分 , 他们的粒径远小于水泥平均粒径。 这些组分的存 在使得拌水前混凝土中的胶凝材料具有良好的连续微级配。 水 化过程中不同粒
15、径的胶凝材料颗粒互相填充, 减少了颗粒间的 孔隙, 从而进一步减少了复合胶凝材料体系凝结硬化后的总孔 隙率, 有利于降低s o l - x 混凝土的渗透l生。 其次, C X S UN 海工混凝土抗侵蚀外加剂具有很强的减水 作用。 用水量的减少, 使得海工混凝土的结构更加密实 , 由水分 蒸发引起的毛细孑 L 将大大减少 , 这对减少S O l - 的渗透有着巨大 的作用。 还可以大幅度改善混凝土的保水性和抗离析性, 减少 泌水通道, 降低混凝土表面的毛细管, 从而减少混凝土对S O 的 毛细吸入。 第三, C X S UN 海工混凝土抗侵蚀外加剂可以使混凝土在 潮湿养护条件下早期产生一定膨胀
16、( 0 0 1 0 0 2 ) , 补偿后期 由于失水干燥引起的部分收缩, 从而提高结构物抗裂性、 体积 稳定性和耐久性。 混凝土的收缩开裂造成的危害很大, 特别是海 工混凝土, 一旦造成混凝土收缩开裂, 则s 0 2 - 将会非常大量地渗 透到混凝土内部, 侵蚀混凝土结构, 混凝土的使用年限也将大 大减少。 掺加 C X S UN 抗侵蚀剂能够提供微膨胀以抵消后期的 干燥收缩 , 这对 防止混凝 土的开裂有着非常重大 的意义。 第四, C X。 S UN 抗侵蚀外加剂在混凝土水泥石中引入能吸 纳和固化s O j 一 的特殊组分。 该些组分的存在, 使在减少混凝土离 子渗透通道的基础上 , 使
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