地铁混凝土硫酸盐腐蚀研究

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发布时间：2021-09-10

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地铁混凝土硫酸盐腐蚀研究
张淑媛’。迟守慧z，金祖权
(1．青岛理工大学土木学院，山东青岛266033；2．青岛市政建设发展有限公司，山东青岛266071)
摘要： C45混凝土在地铁施工现场养护和标准养护，测试混凝土强度发展，并研究混凝土在硫酸盐浸泡环境和干湿循环条件下
的强度演变与硫酸根离子渗透。研究结果表明：相比标准养护，地铁现场养护降低混凝土28 d抗压强度10％左右，硫酸盐浸泡环境
下二者强度演变差别很小，干湿循环120d后现场养护混凝土强度下降2MPa，养护制度对混凝土抗硫酸盐腐蚀能力影响较小。混凝
土在硫酸盐环境下强度先增加后下降，硫酸根离子随深度增加而下降，随腐蚀龄期增加而增加，符合扩散规律。相比浸泡腐蚀，干湿
循环加速了混凝土的硫酸盐腐蚀速度。
关键词：混凝土；养护环境；硫酸盐；干湿循环；抗压强度
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2014)08—0014—03
Study on metro concrete sulfate corrosion
ZHANG Shuyuan ，CHIShouhui2,JINZuquan
(1．School ofCivil Engineering，Qingdao Technological University，Qingdao 266033，China；
2．QingdaoCivilEngineeringConstructionDevelopmentCo．，Ltd．，Qingdao 266071，China)
Abstract： C45 concr~e in the subway construction site conservation and conservation standards，testing concre~strength development，
and to study the concrete sulfate soaking wet and dry cycling conditions environment and the evolution ofthe intensity an d sulfate ion pen—
etration．The results showed that compared to stan dard maintenan ce，subway scene 28 d compressive strength of concrete curing reduced by
about10％，sulfateimmersion environm ent，thereWaSlittlediference betweenthetw o strength evolution，butthewet anddry cycles 120 d
scene aRer curing concrete strength decreased2MPa．Strength ofconcretein sulfate environmentfirstincreased andthendecreased．sulfate
ion penetration in line difusion regularity，wet and dry cycles accelerated concr~e sulfate corrosion．
Key words： concrete；conservation ofthe environm ent；sulfate；wet and dry cycles；compressive strength
0 引言
硫酸盐侵蚀是混凝土结构化学侵蚀中最广泛的形
式。在沿海和内陆盐湖地区，在含酸性地下水以及含高
黏土土壤的地区中，混凝土结构都易受到SOl-、C1一等化学
侵蚀[1]。这使得混凝土破坏的形式将是脆性破坏，轻者影
响混凝土的耐久性，严重者将对人类的生命财产产生巨
大威胁。
根据相关调查，我国西部地区的盐渍土中普遍含有大
量硫酸根离子，使得这些地区的许多房屋建筑、地下管道、
桥梁等受硫酸盐侵蚀非常严重；一些水利工程也存在硫酸
盐侵蚀，其中尤以黄河中上游的工程为重；由于海水中也
含有一定量的硫酸根离子，因此沿海地区的一些跨海大桥、
海底隧道、海上采油平台、海港、近海工程等也不同程度的
遭受了硫酸盐的侵蚀破坏；铁路方面，成昆铁路、枝柳铁
路、武广客运专线、石太客运专线等铁路工程中均遇到硫
酸盐侵蚀破坏混凝土的问题嘲。美国垦务局的研究表明：干
湿循环引发的劣化速度远比连续浸泡的快，cody等D]也通
过试验研究得出了类似的结论。
沿海城市地铁在服役过程中会受到含较高浓度s0j一
地下水作用，且混凝土的养护条件与目前试验常用的标准
养护存在差别。为此，笔者针对某地铁混凝土开展现场养
护与标准养护，并对其进行硫酸盐浸泡与干湿循环作用，测
试混凝土的强度演变与硫酸根离子渗透规律。通过研究，
为上述工程的耐久性评估提供试验依据。
1 试验
1．1 原材料及配合比
山东山水52．5级硅酸盐水泥，I级粉煤灰，$95级矿
粉，上述胶凝材料化学组成如表l所示；粗集料采用粒径为
5～25 inrn的花岗岩碎石，连续级配，细集料采用的河砂为
中砂，混凝土坍落度控制在160-220mrn，配合比如表2所
示，上述混凝土由预拌混凝土生产。