混凝土的抗硫酸盐侵蚀

【实验平台】　

混凝土抗硫酸盐侵蚀性能试验研究　

李桂禄，胡珊，张嘉雯，杨曼曼，邓东，黄发军　

（嘉兴学院建筑工程学院，浙江嘉兴３１４００１）　

摘要：研究了不同水灰比混凝土、掺减水剂混凝土、掺粉煤灰混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，探索影响混凝土抗　

硫酸盐侵蚀性能的主要因素。研究结果表明：低水灰比的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能较好，掺减水剂、粉煤灰能显著　改善混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，说明混凝土的孔隙结构及水化产物中Ｃａ（ＯＨ）２含量的多少对混凝土抗硫酸盐　侵蚀性能影响较大。同时试验表明，标养混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能好于蒸养混凝土。　关键词：抗硫酸盐侵蚀性；水灰比；粉煤灰；减水剂　

中图分类号：Ｇ６４２　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４—９３２４（２０１２）０６—０２４９—０３　

‘前言　

一般的混凝土工程使用年限约为５０年～１００年，但　

我国不少混凝土工程在使用１０年～２０年后，有的甚至在　

使用几年之后，就由于混凝土耐久性不足引起工程结构　

过早破坏而不得不进行维护和改造，造成巨大的经济损　

失。我们要针对不同水灰比、不同养护条件、掺高效减水　

剂及掺粉煤灰的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能进行了系统　

而详细的比较试验，分析了影响混凝土抗硫酸盐侵蚀性　

能的主要因素，提出改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的主　

要措施，为混凝土的耐久性设计提供技术参考。　

一、试验原材料、配合比及试验方法　

１．原材料及配合比：①试验原材料：水泥：浙江芽芽　

牌４２．５普通硅酸盐水泥（袋装），其性能检测结果见表１；　

砂子：河砂，中砂，细度模数为２．６，Ⅱ区级配合格，含泥　

量为０．２％；石子：５ｍｍ～４０ｍｍ连续级配碎石，含泥量为　

０．４％；外加剂：萘系高效减水剂，苏州市兴邦化学建材　

有限公司生产，减水率为２１％～２７％，含水率为６６％，掺　

量为０．７％～３．０％；粉煤灰：嘉兴电厂二级粉煤灰。　

表１　水泥性能检测结果　

顶目　细度仞淤时闻终凝时闻　安定性抗压强廑（ＭＰａ）抗折强度（ＭＰａ）　

科技信息　博士・专家论坛　

混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究　

宿迁学院建筑工程系　李琳　王宇　盛超　左工　

［摘要］对掺入不同矿物混合料的混凝土进行了试验对比，并进行了抗压强度、抗折强度的测试，结果表明：与空白试件相比，１４０ｄ　

复掺粉煤灰和矿渣的试件抗硫酸盐侵蚀能力强，同时随着时间的增加质量百分率变化的幅度不大。各个浸泡龄期下，ｌＯ％￣Ｅ酸钠溶　

液中试件的质量变化率没有明显的规律，但掺粉煤灰的试件的变化趋势为早期逐渐增加，达到８４ｄ质量变化率增加最为明显。　

［关键词］硫酸钠侵蚀　矿物混合料　抗压强度抗折强度质量变化率　

０．引言　混凝土是各类建筑工程中使用量最大宗的一种建筑材料，其质量好　坏直接关系到建筑工程项目质量的安全性、耐久性。建筑工程实际寿命　低于设计寿命的实例屡见不鲜『Ｊ］。混凝土耐久性已经引起了各界的广泛　

关注。其中硫酸盐侵蚀是破坏混凝土耐久性最严重的一种环境水侵蚀，　

目前国内外都在进行抗侵蚀方面的研究。由于混凝土耐久性不足造成　的破坏而带来高额的维修费用已越来越引起国内外专家学者的注意１２１。　１．试验方法与过程　

１．１原材料　（１）水泥：冀东水泥Ｐ．０４２．５级水泥。　

（２）砂：采用江苏镇江市句容市赤山砂石厂Ⅱ区中砂，细度模数为　

２．８。　（３）矿渣：江苏靖江市矿渣。　（４）粉煤灰：采用南京聚力粉煤灰厂生产的Ⅱ级粉煤灰。　

（５）拌合水：饮用水。　（６）无水硫酸钠（Ｎａ２ｓ０　）：上海中试化工总公司分析纯试剂。　

表１无水硫酸钠技术性质　

无水硫酸钠　含量不少于　ＰＨ　不溶物　烧失量　氯化物　磷酸盐　钾　钙　

９７％　５－８　０．０ｏ５％　０．２％　０．Ｏ０ｌ％　Ｏ．０ｏ１％　Ｏ．Ｏｌ％　Ｏ．ｏｏ２％　

１．２试验方法　混凝土硫酸盐侵蚀破坏的标准是一直有争议的重要问题。现在比较　普遍采用的指标：表观物理性能、试件的长度变化、抗折强度等等。本试　

验参照快速试验硫酸盐侵蚀的试验方法（ＧＢ２４２０—８１）《水泥抗硫酸盐侵　

广东建材２０１３年第１期　材料研究与应用　

混凝土抗硫酸盐侵蚀的损伤模型　

钟海明　孙余好２　

（１广州莫伯治建筑师事务所；２核工业井巷建设公司）　

摘　要：为预测混凝土结构在硫酸盐环境下的使用寿命，根据物质衰变规律，结合相关科研试验结　果，建立了混凝土强度、钢纤维掺量、弯曲应力对混凝土抗硫酸盐侵蚀的影响函数，并对混凝土损伤基　本方程进行修正，从而建立了三指标混凝土抗硫酸盐侵蚀损伤模型。该模型能初步预测混凝土结构寿　命。　关键词：混凝土；硫酸盐；损伤模型　

硫酸盐侵蚀混凝土结构将导致结构因耐久性不足　

而失效，且其引起的巨大经济损失可用五倍定律描述嘲。对　处于硫酸盐环境下的已有建筑物及新建建筑物进行寿　

命预测，可减少因耐久性不足引发的安全、经济损失问　题。大量研究表明，为改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能，可　

适当降低水灰比、提高混凝土强度等级或掺加适量的粉　

煤灰、钢纤维、矿渣等［２］、【３］。因影响混凝土结构的耐久性　能的外部因素众多，每种因素的影响效果、作用机理等　

又有不同，本文仅考虑混凝土在硫酸盐侵蚀、干湿循环、　

弯曲应力共同耦合作用下的耐久性能。为了建立数值模　型预测混凝土结构的有效寿命，从强度抗蚀系数、混凝　

土相对重量损失、相对动弹性模量三个指标出发，结合　

现有计算分析方法对混凝土结构进行预测。　

１混凝土的衰变规律Ｅｑｕａｔｉｏｎ　Ｃｈａｐｔｅｒ　１　

Ｓｅｃｔｉｏｎ　１　

物质都是处于不断的衰变过程中，处于封闭系统中　的衰变称为自变，处于开放系统中时，物质会与其他物　

质发生能量、物质交换并提供某种激发因子从而加速衰　

变的进程。混凝土的损伤就是其衰变的一个过程。　假设为混凝土结构耐久性指标的原有量如强度抗　

蚀系数、动弹性模量、质量损失等，则为该指标衰变至某　

一时间时的量值，则混凝土衰变的速率可表达为：　

Ｄ　＝一九（Ｒ　一Ｒ。）　（式１）　ｄｔ　由上式推出：　

口　一　ｎ　ｆ＝　ｌｌｔ＝ｋｅ　（式２）　Ｋ０　式中，　

２０１０年１１月　第１１期总第４４７期　水运工程　Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＮＯＶ．２０１０　Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．４４７　

混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法探讨　

汪朝成・，　

（１．兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室，甘肃兰州７３００００；　２．兰州大学土木工程与力学学院，甘肃兰州７３００００）　

摘要：介绍我国水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法标准的发展情况，分析当前混凝土抗硫酸盐侵蚀试验存在的问题，主　要包括试件尺寸、养护制度、侵蚀溶液、加速试验方法及评价指标。针对当前国内混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法标准的基本　情况和存在的主要问题，提出应重视对新拌混凝土的抗硫酸盐试验研究，补充全浸泡条件下混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法。　建立混凝土抗硫酸盐侵蚀的耐久性模型，并将耐久性作为主要评价指标。　关键词：混凝土；水泥；抗硫酸盐侵蚀；试验方法；标准　中图分类号：ＴＵ　５２８．０１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—４９７２（２０１０）ｌ１—００３０—０５　

Ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｓ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｔｏ　ｓｕｌｐｈａｔｅ　ａｔｔａｃｋ　

ＷＡＮＧ　Ｃｈａｏ－ｃｈｅｎｇ　・　（１．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ＯＩ３　Ｄｉｓａｓｔｅｒ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｃｈｉｎａ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００００，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｆｏｒ　ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｓ