混凝土硫酸盐腐蚀简介

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/8/9,#,硫酸盐对混凝土腐蚀的研究,汇报人：,chloride ion permeability in concrete,目录,CONTENTS,试验方法,01,实验结果,02,最终结论,03,PART,ONE,试验简介,硫酸盐腐蚀简介,4,硫酸盐腐蚀：,对普通混凝土和高强混凝土在,5.0%Na2 SO4(,质量分数,下同,),、,10%MgSO4,溶液以及青海盐湖卤水溶液中的损伤失效规律、特点进行研究。结果表明,:,混凝土在,Na2SO4,溶液中浸烘循环腐蚀破坏,SO2 4-,导致混凝土产生膨胀性破坏,;,其损伤劣化包括,3,个阶段,:,初始劣化段、性能改善段和性能劣化段。混凝土在,MgSO4,溶液、青海盐湖卤水中浸烘循环腐蚀损伤,腐蚀溶液中的,SO2 4-,和,Mg2+,共同作用导致混凝土产生剥落型破坏,;,其相对动弹性模量和重量随腐蚀时间先下降,后稳定,最后加速下降。此外,用,SEM,、能谱和,XRD,分析了混凝土在硫酸盐腐蚀作用下的腐蚀产物。,摘要,PART,TWO,试验方法,试验方法,6,试验背景,我国西部地区分布着,1 000,多个盐湖,其面积约占国土面积的一半,盐湖卤水及附近的盐渍土地区中主要腐蚀离子浓度大约是海水的,5,倍,10,倍。这些地区除含有导致混凝土中钢筋锈蚀的氯离子外,还含有导致混凝土自身损伤破坏的硫酸根离子。如 内 蒙 古 盐 湖 卤 水 中,SO2 4-,浓 度 最 高 达 到,36 445mg L,博斯腾湖地区的地下水中,SO2 4-,浓度高达,12 728mg L,。另一方面,我国盐湖地区处高原内陆,气候条件十分恶劣,夏季炎热,蒸发量极大,有干热等气候特点。这些地区混凝土建筑物受硫酸盐侵蚀破坏的工程实例十分普遍。针对混凝土的硫酸盐损伤,国内外许多学者做了许多相关研究,并取得一些成果。然而,由于硫酸盐对混凝土腐蚀的长期性,大部分试验研究没能反映混凝土在硫酸盐作用下的损伤全过程,;,力学劣化监测主要是抗压、抗折强度测试,不能连续反映混凝土在硫酸盐作用下的损伤演化规律。而针对西部地区严酷环境下的混凝土损伤研究报道较少。对此,本文采用浸烘循环模拟西部地区的干热环境,研究混凝土在硫酸钠、硫酸镁、盐湖卤水中的损伤失效全过程。,试验方法,7,材料选择,:,试验方法,8,材料选择,:,江南水泥厂,P42.5,水泥,其矿物组成见。河砂,表观密度为,2.65g cm3,细度模数为,2.6;,石灰 石,表 观 密 度 为,2.53g cm3,堆 积 密 度 为,1600kg m3,颗粒级配为,5,10mm,。江苏省建科院的,JM-B,型萘系减水剂,(,用于普通混凝土,),和,JM-PCA,型聚羧酸减水剂,(,用于高强混凝土,),。混凝土坍落度控制在,100,160mm,。,试验方法,9,实验方法介绍,2.,强度测试混凝土试件为标准尺寸,耐久性试验腐蚀制度为浸烘循环制度。当前有关混凝土硫酸盐腐蚀加速制度的最高温度、腐蚀时间并没有明确的规定。其中,Atkinson,采用,54,烘,8h,2.1%Na2SO4,中浸泡,16h,并得到加速系数,K=8 9;,国内诸多学者也建立了自己的加速制度,但都没有得到一个加速系数,6,10,。在此考虑到,Atkinson,的循环制度建立了快速试验与长期浸泡的对应关系,本文对其浸烘循环制度进行了改进。首先考虑西部地区的最高地面温度,浸烘循环制度采用最高温度,60,该温度也能防止混凝土硫酸盐腐蚀产物在高温下发生分解,;,同时为防止激冷激热导致的温度应力,将试件自然冷却,3h,后,再浸泡到溶液中。为此设计混凝土的浸烘循环制度如下,:,混凝土试件在烘箱中,60,烘,24h,室温冷却,3h,然后浸泡到腐蚀溶液中,45h,这为浸烘循环一个周期。混凝土试件在腐蚀溶液中浸烘循环直至破坏,测试混凝土声时,求出混凝土相对动弹性模量,(E rd),演化规律,11,。并用感量为,0.1g,的电子天平测量混凝土在不同腐蚀时间的重量变化。,PART,THREE,试验结果,试,验结果,11,01,混凝土在硫酸钠溶液腐蚀下的损伤失效规律,外加电场加速扩散法,02,混凝土在硫酸镁溶液腐蚀下的损伤失效规律,03,混凝土在青海盐湖卤水溶液腐蚀下的损伤失,04,混凝土在硫酸盐溶液中腐蚀破坏形态,05,混凝土在硫酸盐腐蚀下的腐蚀产物分析,试验结果,12,水泥用量大则混凝土中的,Ca(OH),2,含量高。,当的控制水灰比，就会使得混凝土的孔隙率降低，减少碳化速度。,原因一,原因二,原因三,混凝土在硫酸钠溶液腐蚀下的损伤失效规律,试验结果,13,水泥用量大则混凝土中的,Ca(OH),2,含量高。,当的控制水灰比，就会使得混凝土的孔隙率降低，减少碳化速度。,原因一,原因二,原因三,混凝土在硫酸镁溶液腐蚀下的损伤失效规律,试验结果,14,水泥用量大则混凝土中的,Ca(OH),2,含量高。,当的控制水灰比，就会使得混凝土的孔隙率降低，减少碳化速度。,原因一,原因二,原因三,混凝土在青海盐湖卤水溶液腐蚀下的损伤失,试验结果,15,水泥用量大则混凝土中的,Ca(OH),2,含量高。,当的控制水灰比，就会使得混凝土的孔隙率降低，减少碳化速度。,原因一,原因二,原因三,混凝土在硫酸盐溶液中腐蚀破坏形态,试验结果,16,水泥用量大则混凝土中的,Ca(OH),2,含量高。,当的控制水灰比，就会使得混凝土的孔隙率降低，减少碳化速度。,原因一,原因二,原因三,混凝土在硫酸盐溶液中腐蚀破坏形态,试验结果,17,当的控制水灰比，就会使得混凝土的孔隙率降低，减少碳化速度。,原因一,原因二,原因三,混凝土在硫酸盐腐蚀下的腐蚀产物分析,PART,FOUR,最终结论,最终结论,19,水泥用量大则混凝土中的,Ca(OH),2,含量高。,原因一,原因二,原因三,水泥的品种不同，其所含的各种化学成分和矿物成分也不尽相同，而且拌合比也不同。,01,02,03,混凝土在硫酸钠溶液中浸烘循环腐蚀,腐蚀溶液中的,SO2 4-,导致混凝土产生膨胀性破坏,;,其,E rd,和质量随腐蚀时间的演化规律包括,3,个阶段,:,初始劣化段、性能改善段和性能劣化段,混凝土在硫酸镁溶液中腐蚀,腐蚀溶液中的,SO2 4-,和,Mg2+,共同作用导致混凝土产生剥落型破坏,;,其相对动弹性模量和质量随腐蚀时间先下降,后稳定,最后加速下降。混凝土在青海盐湖卤水中腐蚀,其损伤演化规律与混凝土在硫酸镁溶液中的破坏形式一致。,混凝土在硫酸盐溶液中腐蚀,钙矾石、石膏是主要腐蚀产物,;,随腐蚀龄期增加,腐蚀产物的量也相应增加。腐蚀产物在混凝土的孔洞等薄弱区生成、聚集,导致微细裂纹产生,微裂纹不断扩展、连通,并导致混凝土破坏。,THANKS,