海洋環(huán)境下混凝土耐久性研究進(jìn)展.pdf

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1、2014年第3期新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)NO．32014CementGuideforNewEpoch李題論中圖分類號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008—0473(2014)03—0021—04DOI編碼：10．3969／j．issn．1008．0473．2014．03．006海洋環(huán)境下混凝土耐久性研究進(jìn)展龔秀美鄒先杰劉道斌郭澤平付光輝沈衛(wèi)國(guó)1．湖北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢430070；2．湖北黃成高速公路指揮部，湖北大冶435106；3．武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430070摘要海水中鹽分通過(guò)擴(kuò)

2、散滲透入混凝土內(nèi)部和水泥漿體甚至發(fā)生集料反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的蛻變與劣化。進(jìn)一步降低混凝土的水膠比和添加礦物摻合料是增強(qiáng)混凝土抗海洋侵蝕的重要途徑。在海洋環(huán)境下混凝土內(nèi)部漿體結(jié)構(gòu)的破壞過(guò)程、腐蝕過(guò)程對(duì)漿體結(jié)構(gòu)的主要膠凝相C—S—H的影響的研究都有待深化，特別是對(duì)C—S—H納米結(jié)構(gòu)的影響的研究尚未有涉足。研究海洋環(huán)境下混凝土漿體結(jié)構(gòu)的劣化機(jī)理，從材料科學(xué)的高度提出其材料設(shè)計(jì)與使用壽命預(yù)測(cè)模型將大有可為。關(guān)鍵詞海洋混凝土劣化機(jī)理耐久性微觀結(jié)構(gòu)0引言海浪裹挾的砂粒和漂浮物對(duì)混凝土的磨蝕破壞作海洋是人類正在加速開(kāi)發(fā)的疆域，海工

3、建筑用，也有因?yàn)樘蓟?、鎂鹽侵蝕和硫酸鹽侵蝕等導(dǎo)致近年來(lái)增長(zhǎng)十分迅猛，隨著我國(guó)南海的開(kāi)發(fā)，今后的化學(xué)破壞。通常在浪區(qū)特別是浪涌區(qū)混凝土遭受海洋混凝土的工程數(shù)量和等級(jí)將呈加速增長(zhǎng)的勢(shì)最為嚴(yán)重的破壞。頭。隨處可見(jiàn)的海洋石油平臺(tái)、跨海大橋、機(jī)場(chǎng)起表1海水成分的摩爾濃度降平臺(tái)、港口碼頭和海底隧道等昭示了水泥混凝土成分濃度／(mol·kg-)建筑正在與日俱增。海水中含有各種可溶的鹽，其H2053．6鹽度在3．1％～3．8％之間，在海洋水環(huán)境中作用的混CYO．546Na+0．469凝土和淡水中服役的混凝土相比要抵抗各種侵蝕性離子的破壞，

4、必須具有更好的抗?jié)B和抗腐蝕能力。Mg0．0528為提高海洋混凝土結(jié)構(gòu)的服役壽命，國(guó)內(nèi)外通過(guò)現(xiàn)S0d一0．0282場(chǎng)踏勘、暴露站試驗(yàn)、室內(nèi)模擬試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算與Ca2O．01O3K0．0102模擬等方法進(jìn)行了研究。本文對(duì)當(dāng)前水泥混凝土在CT0．00206海洋環(huán)境中的服役劣化機(jī)理、服役壽命預(yù)測(cè)和材料設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以供水泥企業(yè)擴(kuò)展產(chǎn)品B0．000844BT0．000416種類時(shí)參考。S0．0000911海水對(duì)混凝土的破壞機(jī)理F一0．000068海水中含有各種可溶鹽成分(各成分的摩爾濃度見(jiàn)表1)，鹽分通過(guò)擴(kuò)散滲透人混凝土內(nèi)

5、部和海水中的侵蝕介質(zhì)對(duì)混凝土的破壞不同，主水泥漿體甚至發(fā)生集料反應(yīng)(溶蝕和膨脹破壞)，要分為如下幾種：導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的蛻變與劣化。(1)NaC1的破壞：氯化鈉首先和水泥水化產(chǎn)P．KMehta綜述了海洋環(huán)境下混凝土的侵蝕破物氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)形成可溶的氯化鈣，導(dǎo)致漿體壞機(jī)理fl(見(jiàn)圖1)。海洋對(duì)混凝土的破壞包括物的溶蝕，增進(jìn)了混凝土的滲透系數(shù)，另外導(dǎo)致的侵理的和化學(xué)的損壞，物理的損害主要發(fā)生在浪涌區(qū)蝕還有氯化鈣和鋁酸三鈣繼續(xù)反應(yīng)形成水化氯鋁酸和浪濺區(qū)，包括溫度梯度和凍融破壞，也有海浪、鈣，這個(gè)反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致一定的體積膨脹破壞。

6、212014年第3期新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)NO．32014CementGuideforNewEpoch專題論有效的。我國(guó)則采用抗硫酸鹽水泥，對(duì)Cs和CA含算的25年滲透系數(shù)明顯低于25年混凝土試件的室內(nèi)量也都作了要求，其中中級(jí)抗硫酸鹽水泥的cs含實(shí)測(cè)滲透系數(shù)n”。M·Medeitos證明在有干濕循環(huán)的量小于55％，C3A含量小于5％；而高級(jí)抗硫酸鹽水海洋環(huán)境中的混凝土吸附有更多的氯離子，在沒(méi)有泥則將cS控制在小于50％，CA控制在小于3％，干濕循環(huán)的混凝土則小得多【l。通過(guò)礦物摻合料的添加，也大幅度提高了混凝土抗國(guó)外對(duì)混凝土海水侵

7、蝕的研究起源較早，一海水侵蝕的能力。在混凝土抗腐蝕能力的研究方些其中有專門研究混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的場(chǎng)站，有的面，國(guó)內(nèi)外做了大量的研究工作。已經(jīng)積累了40余年研究數(shù)據(jù)【1，不少成果已經(jīng)反映大量的研究表明，進(jìn)一步降低混凝土的水膠在近年頒布的各類標(biāo)準(zhǔn)之中。不難發(fā)現(xiàn)，很多研究比和添加礦物摻合料，是增強(qiáng)混凝土抗海洋侵蝕的成果都是25年[121甚至40年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的積淀，我重要途徑：MajidSafehian對(duì)暴露于波斯灣海洋環(huán)國(guó)關(guān)于海洋環(huán)境下混凝土的研究缺少基礎(chǔ)的長(zhǎng)期的境中的5年的混凝土試件研究發(fā)現(xiàn)：氯離子滲透系數(shù)據(jù)。加拿大CANME

8、T實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)德州奧斯汀大數(shù)和暴露環(huán)境無(wú)關(guān)，而與混凝土質(zhì)量特別是水膠比學(xué)也對(duì)室內(nèi)加速試驗(yàn)方法及現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，認(rèn)和澆筑方式相關(guān)；研究表明：浪涌區(qū)具有最強(qiáng)的侵為需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善測(cè)試方法，以提供準(zhǔn)確可蝕作用，其次是浪濺區(qū)，而鹽霧環(huán)境的侵蝕性相對(duì)靠的結(jié)果，以期和暴露試驗(yàn)結(jié)果有更好的關(guān)聯(lián)。浙較弱]。有研究表