硫酸鹽環(huán)境下的混凝土凍融變形規(guī)律

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1、張東方等：硫酸鹽環(huán)境下的混凝土凍融變形規(guī)律DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．06．001硫酸鹽環(huán)境下的混凝土凍融變形規(guī)律張東方，萬(wàn)小梅，張同波(1．青島理工大學(xué)藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)工程建設(shè)與安全協(xié)同創(chuàng)新中心。山東青島266033；2．青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院，山東青島266033：31青建集團(tuán)股份公司，山東青島266071)【摘要】文中試驗(yàn)研究了混凝土試塊在硫酸鹽腐蝕和凍融循環(huán)復(fù)合條件下的變形發(fā)展規(guī)律。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％的硫酸鈉溶液、5％的硫酸鎂溶液和水中，對(duì)引氣和未引氣的混凝土試塊進(jìn)行快速凍融，同時(shí)在5％硫酸鈉溶液和5％硫酸鎂溶液中浸泡混凝土試塊以進(jìn)行對(duì)比，在此過程

2、中采用靜態(tài)應(yīng)變儀測(cè)量試塊的應(yīng)變發(fā)展規(guī)律。研究結(jié)果得，在1200min時(shí)間里，引氣的試塊要比未引氣的試塊應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)量大一倍。在硫酸鈉溶液凍融條件下的試塊應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)最快，破壞最顯著，其后依次是水中凍融、硫酸鎂溶液凍融、硫酸鈉溶液浸泡和硫酸鎂溶液浸泡等條件下的試塊?！娟P(guān)鍵詞】混凝土；硫酸鹽腐蝕；凍融循環(huán)；變形規(guī)律【中圖分類號(hào)】TU528．01【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1001—6864(2015)06—0001—030引言役性能退化提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。1892年，MihaEllis首先發(fā)現(xiàn)了硫酸鹽對(duì)混凝土1試驗(yàn)概況的侵蝕作用。隨后100多年里，各國(guó)學(xué)者對(duì)硫酸鹽侵1．1原材料及混凝土配合比蝕進(jìn)行

3、了大量的、全面的研究，積累了豐富的文獻(xiàn)資為降低誤差，試驗(yàn)使用的是水灰比為0．6的水泥料。前蘇聯(lián)、美國(guó)、歐洲等相繼制定了混凝土抗腐蝕砂漿試塊，包括引氣和非引氣兩種類型。配合比如表的標(biāo)準(zhǔn)，為防止和延緩混凝土的硫酸鹽侵蝕取得了明1所示。試驗(yàn)原材料包括：山水東岳集團(tuán)水泥廠生產(chǎn)顯的效果，Piasta等?對(duì)于持續(xù)壓縮荷載作用下混凝的RO42．5普通硅酸鹽水泥；砂子為大沽河出產(chǎn)的中土抗硫酸鹽侵蝕性能進(jìn)行了研究，Schneider_2于1993砂，級(jí)配合格；江蘇博特聚羧酸高效減水劑，科力建材年首先開始了對(duì)高性能混凝土的應(yīng)力腐蝕研究，Zivica有限公司生產(chǎn)的松香熱聚物引氣劑，普通自來(lái)水。等研究了

4、壓縮荷載作用下硫酸鹽溶液對(duì)水泥砂漿表1試塊配合比的腐蝕特性。與國(guó)外相比，我國(guó)在混凝土硫酸鹽侵蝕泥減水劑水引氣劑水灰方面的研究起步較晚。黃戰(zhàn)等人介紹了因硫酸鹽配合比比／kg·Ill一。j／kg·m一，)％／kg·m-3％侵蝕引起的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性損傷現(xiàn)狀與研究情況，分析了其損傷機(jī)理。金祖權(quán)等人研究了礦渣混凝土在5％硫酸鈉溶液中浸烘循環(huán)，其相對(duì)動(dòng)彈模量，幅值及抗壓強(qiáng)度演化規(guī)律。張?jiān)魄宓热瞬捎每焖俜?。2試件制作和試驗(yàn)方法研究了高強(qiáng)混凝土和大摻量礦物摻和料混凝土在水砂漿試塊尺寸為40mmX40mm×160mm，試驗(yàn)中和5％硫酸鎂溶液中的抗凍性。黃士元等研究了混重點(diǎn)考慮溶液種類對(duì)混凝土變

5、形規(guī)律的影響，試塊凍凝土在硫化鈉溶液腐蝕環(huán)境下的抗鹽凍剝離性。孫融(浸泡)環(huán)境分為五組(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％硫酸鈉溶液偉等研究了混凝土在3．5％硫化鈉和5％硫酸鈉溶凍融、5％硫酸鎂溶液凍融、5％硫酸鈉溶液浸泡、5％硫液腐蝕環(huán)境下的抗凍性。但是國(guó)內(nèi)外對(duì)混凝土在硫酸鎂溶液浸泡、水凍)，每組各包括2塊基準(zhǔn)試塊和2酸鹽腐蝕和凍融循環(huán)作用下的研究大多針對(duì)其抗拉塊加0．03％引氣劑的試塊(c和CA)，另外制備相應(yīng)強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、相對(duì)動(dòng)彈模量以及質(zhì)量損的溫度補(bǔ)償試塊。砂漿試塊澆筑24h后拆模，之后將失等特性，然而在受硫酸鹽腐蝕和凍融循環(huán)作用的混試件放人(20±2)℃的水中養(yǎng)護(hù)至28d齡期。

6、凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的研究很少。文中將通過試驗(yàn)，研將到達(dá)養(yǎng)護(hù)齡期的試塊從水中取出，晾干表面。究砂漿試塊在硫酸鹽腐蝕和凍融循環(huán)復(fù)合條件下的在試件的兩成型面沿試塊縱向方向粘貼尺寸為3mm變形規(guī)律，為進(jìn)一步探討類似環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的服×30mm的膠基應(yīng)變片，然后涂上環(huán)氧樹脂保護(hù)。將[基金項(xiàng)目】山東省高校優(yōu)秀科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目；山東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(ZR2011EEQ031)；山東省高等學(xué)校科技計(jì)劃項(xiàng)目(J14LG05)；青島市基礎(chǔ)研究一聯(lián)合基金計(jì)劃項(xiàng)目(13—1—4一l15一jch)。張東方等：硫酸鹽環(huán)境下的混凝土凍融變形規(guī)律32．3試塊在凍融和浸泡條件下的變形規(guī)律氧根反應(yīng)，在混凝

7、土表面生成氫氧化鎂密閉膜，減緩∞6∞5∞4∞3∞2∞1O∞1∞2了∞6硫∞5酸根∞4離∞3子∞2和∞1水o的進(jìn)∞1入∞2，在一定程度上減慢了鈣礬石、石膏等膨脹物的形成和水結(jié)冰的進(jìn)程，另外鎂離子具有降低冰點(diǎn)的作用，所以試件在硫酸鎂凍融條件下要比水凍變形小。試塊在5％硫酸鈉溶液浸泡情況下的變形要大于5％’硫酸鎂溶液。那是因?yàn)樵噳K在5％硫酸鎂溶液中浸泡，鎂離子與氫氧化鈣反應(yīng)在混凝土表面生成了氫020040060080010001200氧化鎂保護(hù)膜，減緩了硫酸根離子的侵蝕，所以一開時(shí)間／