天津市作為濱海城市，鹽漬化土地面積7800km2，約占天津市總土地面積65.8%，其中土壤含鹽量大于0.2%的土地有4700km2，占總土地面積的39.3%。其土壤形成多為河流沉積物，質(zhì)地黏重，有不同程度的鹽堿化，大部分土壤含鹽量在0.2%～0.4%，最高可達(dá)4.7%。處于天津鹽漬土地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)將長期受到腐蝕，輕則影響結(jié)構(gòu)的實用性和耐久性，重則降低結(jié)構(gòu)承載力，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效，其潛藏的危害不言而喻。因此對混凝土進(jìn)行抗腐蝕性能試驗工作是很有必要的。
一、試驗
（一）原材料
水泥采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥，3d抗折強(qiáng)度4.8MPa，3d抗壓強(qiáng)度30.8MPa，28d抗折強(qiáng)度8.2MPa，28d抗壓強(qiáng)度54.0MPa;粉煤灰采用II級粉煤灰，細(xì)度27.2%，需水量比101%，燒失量2.5%，安定性合格;礦粉采用S95級礦粉，7d活性指數(shù)74%，28d活性指數(shù)96%;細(xì)骨料采用粗砂機(jī)制砂和細(xì)砂尾礦砂按照比例搭配而成的混合中砂，細(xì)度模數(shù)2.8;粗骨料采用5～25mm連續(xù)級配的碎石;外加劑采用中建聚羧酸高性能減水劑和引氣型減水劑，減水率24%，含固量10.4%;拌合水采用潔凈的自來水。
（二）侵蝕溶液的配制
天津市鹽漬土中易溶鹽成分主要以Cl-和SO42-為主。參考強(qiáng)腐蝕環(huán)境條件下離子濃度數(shù)據(jù)，模擬實際侵蝕環(huán)境，配制不同梯度濃度侵蝕溶液，并定期對試驗用侵蝕液濃度進(jìn)行配制更換，確保侵蝕液濃度滿足試驗設(shè)計要求?？紤]試驗速度，本試驗配制的侵蝕溶液濃度分別為4%、8%、12%，其中Cl-和SO42-質(zhì)量比例為1:3。
（三）試驗方法
本試驗采用長期全浸泡試驗方法，對混凝土進(jìn)行侵蝕環(huán)境下性能研究。采用C35強(qiáng)度等級混凝土為基準(zhǔn)配合比，混凝土成型脫模后開始進(jìn)行全浸泡侵蝕試驗，檢測混凝土不同侵蝕時間的抗壓強(qiáng)度和質(zhì)量，作為混凝土性能評價指標(biāo)。混凝土配合比如表1所示。
二、結(jié)果分析
（一）侵蝕溶液濃度對混凝土性能影響研究
本節(jié)主要研究了混凝土在4%、8%和12%濃度侵蝕溶液中長期浸泡后的性能變化。
1、混凝土質(zhì)量變化規(guī)律
混凝土在不同濃度侵蝕溶液中的質(zhì)量損失率試驗結(jié)果見表2和圖1。
從表2和圖1中可以看出，在本試驗研究期間，混凝土試件的質(zhì)量損失率隨侵蝕時間的延長而增加。在不同環(huán)境下，混凝土試件質(zhì)量損失率有所不同，從侵蝕28d到90d，4%和8%溶液中混凝土質(zhì)量變化率增長了0.13%，而在12%的溶液中增加了0.54%。侵蝕溶液濃度越大，混凝土試件質(zhì)量損失率隨侵蝕時間的延長變化越大，但除90d時12%侵蝕液中混凝土試件質(zhì)量損失率為正數(shù)，即混凝土試件質(zhì)量開始損失，其他混凝土試件質(zhì)量均增長了。這是由于侵蝕到90d時，12%濃度的侵蝕溶液中混凝土試件受到侵蝕作用，使混凝土試件出現(xiàn)剝落現(xiàn)象;其他混凝土試件質(zhì)量增長是因為混凝土持續(xù)發(fā)生水化反應(yīng)，同時由于侵蝕溶液中氯離子和硫酸根離子均能與混凝土水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2和C3A發(fā)生反應(yīng)，生成更多的水化氯鋁酸鈣和鈣礬石，使得混凝土質(zhì)量呈現(xiàn)正增長現(xiàn)象。
2、混凝土強(qiáng)度變化規(guī)律
混凝土在不同濃度侵蝕溶液中的抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果見表3和圖2。
從表3和圖2中可以看出，混凝土在不同濃度的侵蝕溶液中抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律不同，在濃度為4%和8%的溶液中，混凝土抗壓強(qiáng)度隨侵蝕時間延長而增加，侵蝕齡期從28d到60d再至90d，4%溶液中混凝土抗壓強(qiáng)度分別增長了9.5MPa和9.8MPa，8%溶液中分別增長了6.7MPa和7.7MPa;12%侵蝕溶液中混凝土抗壓強(qiáng)度呈先增加后降低的趨勢，侵蝕至90d時，混凝土抗壓強(qiáng)度較28d增長了5.9MPa，但較60d降低了1.6MPa，即90d齡期時，混凝土受侵蝕性能通過宏觀數(shù)據(jù)表現(xiàn)了出來，這與質(zhì)量損失率變化規(guī)律一致。同侵蝕齡期內(nèi)，4%濃度侵蝕液中混凝土抗壓強(qiáng)度均最大，這說明混凝土抗腐蝕性能在侵蝕溶液濃度高時會減弱。
混凝土抗壓強(qiáng)度隨侵蝕時間延長而增加，這是因為混凝土中未水化的膠凝材料持續(xù)發(fā)生反應(yīng)，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度，同時侵蝕溶液中氯離子和硫酸根離子也與混凝土水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，生成的水化產(chǎn)物填充了毛細(xì)空隙，提高了混凝土的密室性，抗壓強(qiáng)度增加。
（二）含氣量對混凝土性能影響研究
本節(jié)主要研究了1%、3%和5%含氣量的混凝土在12%濃度侵蝕溶液中長期浸泡后的性能變化。
1、混凝土質(zhì)量變化規(guī)律
不同含氣量混凝土的質(zhì)量損失率試驗結(jié)果見表4和圖3。
從表4和圖3中可以看出，混凝土含氣量3%和5%時，質(zhì)量損失率隨侵蝕時間的延長而增長，且在90d時，混凝土試件質(zhì)量出現(xiàn)損失，小于初始試件質(zhì)量，混凝土受侵蝕被破壞表現(xiàn)出來;含氣量為1%時，混凝土質(zhì)量損失率呈先減小后增長的趨勢，從28d至90d，質(zhì)量損失率變化不大。相同侵蝕齡期內(nèi)，隨含氣量的增加，混凝土質(zhì)量損失率越大，混凝土抗腐蝕性能越差。這是因為隨著混凝土含氣量的增加，混凝土中氣泡含量越多，越容易形成有害孔和連通的孔隙，侵蝕溶液中的氯離子和硫酸根離子越容易進(jìn)入到混凝土內(nèi)部，通過與混凝土水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，生成膨脹性產(chǎn)物水化氯鋁酸鈣和鈣礬石，當(dāng)這些膨脹性產(chǎn)物積累到一定程度時，使混凝土產(chǎn)生過大的膨脹力，混凝土發(fā)生開裂，出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，混凝土質(zhì)量減小。
2、混凝土強(qiáng)度變化規(guī)律
不同含氣量混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果見表5和圖4。
從表5和圖4中可以看出，混凝土含氣量為3%和5%時，混凝土抗壓強(qiáng)度隨著侵蝕齡期的延長呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，這與混凝土質(zhì)量損失率變化規(guī)律一致。從28d到60d，含氣量3%和5%的混凝土抗壓強(qiáng)度分別增長了7.5MPa和9.7MPa，從60d至90d時，混凝土抗壓強(qiáng)度分別降低了1.6MPa和5.2MPa。混凝土含氣量為1%時，混凝土抗壓強(qiáng)度隨侵蝕時間的延長逐漸增長，28d至60d時增長了5.7MPa，60d到90d時增長了1.9MPa。同侵蝕齡期內(nèi)，混凝土為含氣量3%時抗壓強(qiáng)度最大，含氣量為1%時次之，5%含氣量混凝土的抗壓強(qiáng)度最小。這是因為混凝土含氣量對混凝土強(qiáng)度影響存在最優(yōu)值，即存在最佳含氣量能夠使混凝土強(qiáng)度達(dá)到最大值，這是因為在混凝土中引入均勻封閉的小氣泡能夠改善混凝土拌合物的和易性，改善混凝土中膠凝材料與骨料的界面結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土的強(qiáng)度;但是當(dāng)混凝土含氣量越來越大時，封閉均勻的小氣泡越來越多，也越容易聚集成大氣泡，從無害孔和少害孔變成有害孔，對混凝土強(qiáng)度發(fā)展產(chǎn)生不利影響，降低混凝土強(qiáng)度。結(jié)合圖4可以看出，當(dāng)混凝土含氣量小于3%時，混凝土強(qiáng)度隨含氣量的增加而增加，當(dāng)混凝土含氣量大于3%時，混凝土強(qiáng)度隨含氣量的增大出現(xiàn)大幅度的降低。同時可知，混凝土在含氣量為5%時，混凝土的抗侵蝕性能最差;混凝土含氣量為1%時，混凝土抗侵蝕性能良好;含氣量3%時的抗侵蝕性能次之。
（三）養(yǎng)護(hù)條件對混凝土性能影響研究
本節(jié)主要研究了混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(養(yǎng)護(hù)溫度(20±2)℃)和自然養(yǎng)護(hù)(天津市1～4月)兩種養(yǎng)護(hù)條件條件下，在4%、8%和12%濃度侵蝕溶液中長期浸泡后的性能變化。
1、混凝土質(zhì)量變化規(guī)律
不同養(yǎng)護(hù)條件對混凝土的質(zhì)量損失率的影響見表6和圖5。
從表6和圖5中可以看出，自然養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土質(zhì)量損失率隨侵蝕齡期的延長逐漸減小，同齡期不同濃度侵蝕液中混凝土質(zhì)量損失率相差不大;在28d和60d侵蝕下，自然養(yǎng)護(hù)條件下混凝土質(zhì)量損失率均大于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土，即混凝土質(zhì)量增加值小于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件，這是因為自然養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度較低，混凝土持續(xù)水化反應(yīng)程度低于同齡期的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)混凝土，自然養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土質(zhì)量增長率小于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)混凝土。
2、混凝土強(qiáng)度變化規(guī)律
不同養(yǎng)護(hù)條件對混凝土的抗壓強(qiáng)度的影響見表7和圖6。
從表7和圖6中可以看出，自然養(yǎng)護(hù)條件下混凝土抗壓強(qiáng)度隨侵蝕齡期的延長逐漸增長，這與質(zhì)量損失率變化規(guī)律一致;且同濃度同齡期下，自然養(yǎng)護(hù)混凝土抗壓強(qiáng)度均小于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)混凝土強(qiáng)度。這是因為自然養(yǎng)護(hù)的溫度較標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)有大幅度降低，低溫條件會降低混凝土的水化速率，影響混凝土強(qiáng)度發(fā)展，使混凝土強(qiáng)度較低。同時由于低溫條件下混凝土水化速率慢，侵蝕溶液中氯離子和硫酸根離子與混凝土水化產(chǎn)物的反應(yīng)也受到限制，生成的水化氯鋁酸鈣和鈣礬石數(shù)量較少，填充在混凝土試件內(nèi)部的毛細(xì)空隙，使混凝土抗壓強(qiáng)度有所提高，即表現(xiàn)出隨侵蝕時間的延長混凝土強(qiáng)度持續(xù)增長。
三、結(jié)論
1、混凝土侵蝕程度隨侵蝕溶液的不同、侵蝕時間的不同而不同，侵蝕溶液濃度越大、侵蝕時間越長，混凝土侵蝕程度越強(qiáng)。在12%濃度侵蝕液中侵蝕90d的混凝土已明顯出現(xiàn)質(zhì)量損失、抗壓強(qiáng)度降低的現(xiàn)象。
2、混凝土強(qiáng)度隨含氣量的增加呈先增加后降低的趨勢，混凝土含氣量為3%時抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值，但抗侵蝕性能小于1%含氣量的混凝土，混凝土含氣量5%時抗侵蝕性能最差，即隨含氣量的增加混凝土抗侵蝕能力逐漸減弱。
3、混凝土養(yǎng)護(hù)溫度不同，受侵蝕程度也有很大區(qū)別，低溫養(yǎng)護(hù)下，能夠延緩侵蝕溶液對混凝土的侵蝕作用。
4、在本試驗周期內(nèi)，混凝土質(zhì)量損失率變化規(guī)律與混凝土抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律基本一致，能夠使用混凝土質(zhì)量損失率反映混凝土的侵蝕程度。
449717568
0