外部硫酸盐侵蚀作用后混凝土的侵蚀特征研究.pdf
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1、文章编号:1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 4 4 0 3 往 态建材 外部硫酸盐侵蚀作用后混凝土的侵蚀特征研究 S t u d y o f t h e E r o s i o n C h a r a c t e r i s t i c s o f C o n c r e t e a f t e r E x t e r n a l S u l f a t e A t t a c k 施荣 ,郭宝峰 ( 1 酒泉职业技术学院, 甘肃酒泉 7 3 5 0 0 0 ;2 冲 国建材检验认证集团股份有限公司, 北京 1 0 0 0 2 4 ) 摘要:通过逐层分析的
2、方法对硫酸盐侵蚀后混凝土的侵蚀产物进行 了定性研究。研究表明,在5 Na S O 溶液干 湿循环作用后 ,混凝土的损伤程度由表及里逐渐降低 ;石膏广泛存在于混凝土表层,表层下方存在大量石 膏和极少量钙矾石,内部区域石膏和钙矾石共存。石膏是硫酸钠侵蚀最主要的产物,是导致混凝土表层粉 化和 胶凝特 性 完全丧 失的主要原 因。 关键词 : 混凝土 ;硫 酸 盐侵蚀 ;石 膏 ;钙 矾石 中图分类号 :T U5 2 8 1 文献标 志码 :A 0 前 言 一 般情况下,硫酸盐侵蚀存在两种方式 1 - 3 ,一是水 化产物在 S O z 一 作用下生成钙矾石;二是水化产物与 s O : 一 反应生成石
3、膏。研究结果表明 4 - 5 ,在 N a s 0 溶液 侵蚀作用下,混凝土将出现三个损伤区:I 表层,严重开 裂和散裂; I I 表层下方,侵蚀产物沉淀; I l 1 沉淀区下方, 石膏可以引起表层甚至表层以下材料结构的严重损伤。 1 试验及方法 1 1 样品制备 制作混凝土样品的原材料信息: 4 2 5普通硅酸盐 水泥; 天然 I I 区中砂,细度模数 2 7 ,冲洗干净备用; 碎石, ( 5 2 0 ) m m连续级配,冲洗干净备用; 自来水 混凝土设计强度等级 C 3 0 ,配合比见表 1 ; 单卧轴混 凝土搅拌机搅拌后装入 1 0 0 m m1 0 0 m m 1 0 0 m m模具
4、 振动成型,2 4 h拆模后标准养护至 2 6 d ; 侵蚀溶液由 无水硫酸钠 ( 分析纯) 配制而成,质量浓度 5 ,每月更 换一次。 表 1 混凝土两g =l 合比 1 , m J _ 口p 4 4 coAL AsH 5 20 15 1 2 测试方法及设备 1 2 1 测试方法 依据 G B T 5 0 0 8 2 2 0 0 9 普通混凝土长期性能和耐 久性能试验方法标准 ,具体指对样品进行预处理和干湿 循环侵蚀试验;侵蚀结束后对样品外观形貌和抗压强度、 耐蚀系数进行测试;结合外观形貌特征,尝试在样品表 层区域 ( 0 0 5 e m ) 、近表层区域 ( 0 5 1 5 c m ) 和
5、内部区域 ( 2 c m) 随机取样进行微观和物相测试。 1 2 2 力学性能测试设备 ( 1 ) 3 0 0 k N微机控制电液伺服万能试验机,测量范 围 3 0 0 k N ,不确定度 1 N ,I 级精度,用于侵蚀后样品抗 压强度的测试 。 ( 2 ) 1 0 0 0 k N微机控制电液伺服万能试验机,测量范 围 1 0 0 0 k N,不确定度 1 N ,I 级精度,用于标养 2 8 d 及 同龄期标养后样品抗压强度的测试。 1 2 3 微观测试 日产 V H X 一 6 0 0 E型超景深显微镜观察侵蚀痕迹;日 产H I T A C H I s 一 3 4 0 0 型扫描电子显微镜观
6、察微观形貌。 1 2 4 物相测试 采用日产岛津 7 0 0 0型 x射线衍射仪进行 x射线衍 射 ( X R D ) 测试,c u靶 K 射线,电压 4 0 k V,电流 3 0 m A,步长 0 0 2 。 ,扫描速率 2 m i n ,扫描范围 5 。 8 0 。 ;同 时采用德国B r u k e r 公司产 T E N S O R 2 7型红外光谱仪对样 品进行傅里叶变换红外光谱 ( F T I R ) 测试,背景扫描 1 2 到内部区域细长的棱柱体晶体,侵蚀后样品中晶体的形 貌特征由表及里出现了变化。 S E M测试结果偏于主观,无法判定区域内材料的类 别,故对样品进行了相关的物相
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