超声波评价早龄期混凝土硫酸盐腐蚀的试验研究

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发布时间：2021-09-07

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超声波评价早龄期混凝土硫酸盐腐蚀的试验研究
陈露一1。王兵2
( 1．中铁大桥局集团桥科院有限公司，湖北武汉430034；2．92330部队基建营房处，山东青岛266i 02)
摘要：为评价硫酸盐对早龄期混凝土的腐蚀程度，对标准养护及2种浓度硫酸盐溶液腐蚀下的混凝土试件
进行抗压强度和超声波速的测定。结果表明：在早龄期内，随硫酸盐溶液浓度和龄期的增大，剩余强度因子和剩余
波速因子减小，腐蚀程度加深；对剩余强度因子和剩余波速因子进行线性回归分析显示，两者具有良好的线性关
系。通过测定超声波速的变化，利用剩余波速因子可以较好地反映混凝土早期受腐蚀程度的大小。
关键词：混凝土；硫酸盐；腐蚀；超声波；抗压强度；剩余波速因子；剩余强度因子
中图分类号：TU528．1 文献标志码：A 文章编号：1671—7767( 2010) 04-- 0051—03
1 前言
混凝土耐久性劣化的表现形式主要有冻融破
坏、侵蚀性化学物质的腐蚀、碳化、碱集料反应、淡水
溶蚀等，而硫酸盐侵蚀是造成混凝土耐久性破坏较
严重的环境侵蚀之一。由于某些海水以及地下水中
硫酸盐含量较高，混凝土工程受到的硫酸盐侵蚀比
较严重，很多电站、大坝、隧道、海岸以及地铁等工程
混凝土均因受到硫酸盐侵蚀，耐久性大大降低，达不
到设计的使用年限，造成了巨大的经济损失。目前，
国内外许多学者针对硫酸盐对硬化混凝土的腐蚀机
理、损伤过程等做了大量研究口“] 。从工程需要出
发，也有学者开展了超声波检测混凝土损伤的无损
检测试验研究[ 5~8] ，研究结果表明超声波可用于损
伤程度的评价，且超声波检测技术具有实用、快速、
方便、廉价等优点。对硬化后混凝土受硫酸盐腐蚀
的研究，无论从理论还是无损检测等方面均取得了
大量研究成果。某些海岸、隧道和地铁工程的混凝
土在早期未充分硬化阶段便已处于硫酸盐腐蚀的环
境中，故在早龄期混凝土强度发展过程中就伴随着
硫酸盐的不断侵蚀，因而评价硫酸盐对早龄期混凝
土的腐蚀程度具有非常重要的意义。
本文采用超声波评价早龄期混凝土在不同质量
分数的硫酸盐溶液中所受的侵蚀程度，以期为后续
的相关研究提供一些参考。
水泥；砂采用湖北巴河中砂；粗集料采用阳新碎石，
最大粒径为20 mm；硫酸盐溶液采用硫酸钠溶液。
试验混凝土配合比见表1。
表1混凝土配合比
2．2试件制备
根据《普通混凝土力学性能试验方法》(GB／T
50081—2002) ，按表1混凝土配合比，采用机械搅
拌、机械振捣方式制备150 mm×150 mm×300 mm
棱柱体试件9块，150 mm×150 mm×150 mm的
立方体试件27块，试件成型后在标准养护室养护
24 h后拆模。
将试件分成A、B和C三组，A组试件置于标准
养护室养护至规定龄期( 7 d、14 d和28 d)；B组和
C组试件先置于标准养护室养护至3 d，然后取出分
别置于质量分数为10％和20％硫酸盐溶液中浸泡
至规定龄期(7 d、14 d和28 d) 。
2．3试验方法
按照《普通混凝土力学性能试验方法》(GB／T
50081—2002) 分别测试混凝土7 d、14 d和28 d的
抗压强度。
超声波测试采用NM一4A型非金属超声波检测
仪，用凡士林作耦合剂固定发声换能器和接收器，分
别测试棱柱体试件一端和长度方向的2个三等分点
( 见图1) 7 d、14 c l 和28 cl 的超声波速。
2试验方案和试验方法
2．1原材料和配合比3试验结果与分析
水泥为亚东水泥股份有限公司生产的P·O 42．5 对标准养护试件及分别浸泡于不同质量分数硫