防碱性溶出型侵蚀混凝土配合比设计与施工

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发布时间：2021-09-11

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防碱性溶出型侵蚀混凝土配合比设计与施工
曾昭东。刘洋。何茂文
(郴州市城市规划设计院，湖南郴州423000)
摘要：以某隧道防溶出型侵蚀混凝土工程实例，通过试验分析，分别从改善混凝土自身的材料组成、微观结构以及密实性能等方面探
讨了如何提高混凝土的抗侵蚀能力，详细地介绍了防侵蚀混凝土的配合比设计及施工工艺，为类似工程的设计与施工积累了丰富的经验，
提供了有价值的参考和借鉴。
关键词：碱性侵蚀；混凝土；配合比设计；施工
中图分类号： TU528．062 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)04—0104—03
Design mixture ratio and construction the concrete to prevent it from corrading by the alkalinity liquid
ZENGZ／too—dong，L／U Yang，HEMao—wen
(Urban Planning Design Institute ofChenzhou，Chenzhou 423000，China)
Abstract： Use the anti-erosion ofconcrete of some tunnel as an engineering example，the paper investigates how to enhan ce the ability ofthe
anti—erosion concret from improving its material，microstructure，compacting performance etc by experimental Analysis．details how to desing the
mixture ratio ofthe anti—erosion concr~e and its construction technology，accum ulates the design an d construction experience for the similar pro—
ject，also provides the valuable reference and mode1．
Keywords： alkalinity corrosion；concrete；designmixture ratio；construction
1 工程概况
某隧道地质结构良好，属III类围岩，全长516 m，工程所在
地雨水较多，且雨水极易溶解围岩中的碳酸氢盐并渗过围岩对隧
道混凝土行成侵蚀。设计[ 要求，该隧道混凝土结构均应达到P8
级以上抗侵蚀能力。通过对该处水样进行检测，证实该处水质中
所含碳酸氢盐逆向电解后能对混凝土行成侵蚀。
2 侵蚀机理简介
当水质中碳酸氢盐含量较大时，碳酸氢盐会与水介质存在
如下水解化学平衡：
HCO~+H2O~：*OH-+H2CO3
以上平衡式中的OH-和、Na+等碱性离子构成碱性溶出
型侵蚀。根据侵蚀机理不同，可将侵蚀分为物理、化学、水溶三
种侵蚀作用。
2．1 物理侵蚀机理
物理侵蚀主要是指碱性介质从混凝土的外部通过孔隙渗
透到其表层，再与空气中的CO：及H20发生反应而行成新的结
晶体，由于固有体积膨胀而引起混凝土破坏。如：
2Na +2OH-+CO2+9H20~=}Na2CO3·1 0H2O
由于Na2CO3·10H20结晶体比原NaOH体积增大约2．5倍
左右，新生晶体在混凝土内膨胀，导致了混凝土结构的破坏。
2．2 化学侵蚀机理
化学侵蚀主要指活性碱性离子和水泥水化物在水介质中发
生反应，生成易溶的新化合物，从而破坏混凝土的整体受力结构。
2CaO。mSiO2"xH2O+2NaOHcm2Ca(OH)2+Na2SiO3+(x一1)H：O
收稿日期：2009—12—17
· l04·
nCaO‘mAl20s‘xH20+2mNaOHc：mCa(OH)2+2mNaA102 ．H20
这些反应不仅破坏了水泥石受力结构，而且Na2SiO，(偏硅
酸钠)和NaA10：(偏铝酸钠)都是易溶介质，最后导致混凝土结
构的破坏。
2．3 水溶侵蚀机理
上述化学反应中析出的Ca(OH) 等介质都易在水中溶解流
失，流失的介质促进化学反应的进一步深入，导致混凝土结构
的连续破坏。
3 前期试验观察及分析
3．1 前期试验
为研究隧道渗水对不同材料所组成的混凝土的侵蚀程度，
先通过试验分析甲、乙两种水泥以及当地的粗细骨料的性能，
发现其各项性能指标均符合相关标准。按材料组织方便的原
则，分别使用甲乙两种不同的水泥以及当地的粗细骨料配制出
混凝土试件，通过试验观察不同材料组成混凝土的侵蚀情况。
按照JGJ 55—2o0O规范以及隧道混凝土的性质要求，利用
以上两种水泥以及粗细骨料，配制C15、C20、C25三种级别混
凝土，测试结果如下表1所示。
表1中的试验数据是5次测试结果的平均值，抗渗等级为
2次试验结果。混凝土试件在养护过程中，发现甲种水泥配制
的混凝土试件表面有较多的白色晶体析出，经分析白色晶体为
Na：SiO (偏硅酸钠)。在相同的配合比、养护条件下，用乙种水泥
配制的混凝土试件表面只有微量的白色晶体析出，且混凝土强
度及抗渗等级比甲种水泥配制的混凝土试件高。
根据前期试验可初步得出如下结论：该处水质对混凝土有侵
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