多因素协同作用下混凝土抗硫酸盐侵蚀性研究

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发布时间：2021-09-11

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多因素协同作用下混凝土抗硫酸盐侵蚀性研究
孙建新
(中铁十九局集团有限公司，北京 100176)
摘要：混凝土材料在硫酸盐侵蚀和弯曲应力双因素协同作用下及硫酸盐侵蚀、弯曲应力和冻融循环三因
素协同作用下的室内试验结果表明：硫酸盐侵蚀和弯曲应力协同作用下，外部弯曲应力的存在加速了混
凝土材料硫酸盐侵蚀破坏的速度，且这种加速破坏作用随着应力水平的增大而加剧。粉煤灰对混凝土
材料在该环境下的抗硫酸盐侵蚀性能有明显的改善作用。硫酸盐侵蚀、弯曲应力和冻融循环协同作用
下，混凝土材料的抗硫酸盐侵蚀性能大大降低，且掺粉煤灰的混凝土性能更加劣化。
关键词：混凝土硫酸盐侵蚀应力冻融循环
中图分类号：TU503 文献标识码：B
在实际工程中混凝土结构受到外部荷载，环境中
腐蚀介质及冻融循环共同作用而引起的破坏实例比较
常见。针对该环境特征，开展了混凝土材料在硫酸盐
侵蚀、外部弯曲应力及冻融循环三种破坏性因素协同
作用下的研究，以期能为该环境中高性能混凝土材料
的设计提供更加科学的依据。
1 试验概况
1．1 试验原材料
水泥为北京兴发水泥有限公司生产的P．O 42．5
水泥；粉煤灰为内蒙古元宝山热电厂I级粉煤灰；砂为
河砂，细度模数为3．2；外加剂为河北青华铁园生产的
萘系高效减水剂；石子为花岗岩碎石，粒径为5～l0
m m o
1．2 试验方法
试验采用40 mm x 40 mm x 160 mm棱柱体混凝
土试件来进行。混凝土试件成型1 d后拆模，标准养
护28 d，分别浸泡于10％ Na：SO 溶液和水中。测定
其不同龄期的抗折强度和抗压强度，每个混凝土配合
比成型3条试件，试验结果取3条试件测试值的平均
值，以抗弯拉抗蚀系数Kp和抗压抗蚀系数K 表示。
=
Rp
× 1。。％ Kc =
RC
×1。。％ (1)
式中：R 、表示试件在侵蚀液中浸泡一定龄期时的
抗折强度和抗压强度；R：、R 表示与侵蚀液同龄期水
收稿日期：2010-05-14；修回日期：2010-06-05
作者简介：孙建新(1964一)，男，河南驻马店市人，高级工程师。
养护试件的抗折强度和抗压强度。
加载装置和加载方法：加载试验采用图1所示的
加载装置对试件进行三分点受弯加荷。该加载装
置是通过压缩弹簧变形来对试件施加荷载的。预先测
定弹簧的刚度，根据力与变形成正比的关系，通过控制
弹簧压缩变形来控制荷载的大小。加载前测定试件标
准养护28 d的抗折强度，以抗折强度为基准对持荷试
件施加应力比为0、15％和35％三个水平的荷载。抗
冻性试验采用GBJ 82～85《普通混凝土长期性能和耐
久性能试验方法》中快冻法进行。
试件
5
(a)荷载架不意 (b)荷载作用位置
图1 硫酸盐侵蚀、应力和冻融多因素协同作用下
加载系统示意(单位：mm)
1．3 混凝土配合比
试验用混凝土配比设计按JGJ55-2000《普通混
凝土配合比设计规程》进行，见表1。