灌注桩混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

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发布时间：2021-09-16

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灌注桩混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究
储王应
(电子综合勘察研究院华东分院，浙江嘉兴3 14033)
摘要：对掺量粉煤灰高性能混凝土和普通混凝土灌注桩进行抵抗硫酸盐和浓度镁盐的双重强侵蚀试验。试验表明掺量粉煤灰高性能
混凝土，其可以抵抗硫酸盐和浓度镁盐的双重强侵蚀，完全能满足混凝土抗侵蚀要求。在相同配合比条件下，质量变化在腐蚀早期的质量
变化率很接近，随着侵蚀龄期的增加，粉煤灰高性能混凝土抗侵蚀性能均优于普通水泥混凝土，这与耐蚀系数得出的结论基本上相吻合。
关键词：灌注桩混凝土；抗硫酸盐侵蚀；混凝土强度
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)06—0040—03
Research of the piles of concrete in strong sulphate corrosive environment
CHUWang-ying
(East China Branch,Electronic Information Industry Institute ofComprehensive Survey，Jiaxing 314033，China)
Abstract： Volume fly ash high—performance concre~an d ordinary concrete are tested by piles dual resistance to sulfate an d the concentration of
magnesium strong erosion．Experiments showed that Volume ny ash high-perform an ce concre~，double strong erosion resistance to sulfate and the
concentration of magn esium ，Can meet the resistance of concre~ erosion requirements．In the same match ratio condition，quality changes in the
forepart corrosion to the rate ofmass chan ge is very close．with erosion age increases。the fly ash high performance concrete anti erosion prope~ies
arebeaerthan ordinarycementconcrete，the resistance coeficientandthe conclusionbasicallycoincide．
Key words： piles ofconcrete；sulfate resistance；concrete strength
0 引言．
深基础包括桩基、沉箱基础等几种类型，而桩基应用范围
广，其中灌注桩在中国的桩基工程中占据了主导地位[1]。灌注桩
的桩长可长可短，灌注桩的基桩是在工厂制作养护，运到施工
现场后采用打人或静压方式沉桩，几乎不受地质条件的影p~[2-3]，
所以抗腐蚀性较好。而预制桩受到的限制就比较多，打入式预
制桩沉桩时会产生严重的噪声。灌注桩通常比预制桩有许多明
显的优点，但也有自己的某些不足，最重要的问题之一是混凝
土桩在高腐蚀性的环境适应性。灌注桩是在项目现场施工，属
于隐蔽工程，混凝土输送泵直接向桩孔混凝土浇筑。影响成桩
质量的因素较多'网0浇筑的混凝土仍然是液体状态，难以振捣，
影响混凝土压实，施工质量难以控制。当混凝土桩接触到腐
蚀性介质，在施工过程中，造成断桩、蜂窝麻面等桩身缺陷，可
能会削弱桩耐腐蚀。和预制桩相比，混凝土灌注桩在强腐蚀环境
中使用的可行性尚需进一步研究。
1 灌注桩混凝土抗硫酸盐腐蚀的机理及影响
因素
1．1 硫酸盐对灌注桩混凝土的腐蚀机理
水泥是组成混凝土的基本材料，水泥的水化过程是水泥与
水发生反应的过程。该凝胶体内约有28％的凝胶孔隙，硅酸三
钙和硅酸二钙同时水化生成C．S．H胶，存在范德华力和化学结
合键，主要水化产物是水化硅酸钙(C．s．H凝胶)，该水化产物是
收稿日期：2011-12-02
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以胶体微粒的形式析出，使得它具有巨大的比表面积和刚性凝
胶的特性。逐渐凝聚成C．S H凝胶体，具有很高的强度且几乎不
溶于水。氢氧化钙晶体数量较多，氢氧化钙在溶液中很快达到饱
和，层间结合力较弱嘲。铝酸三钙为立方晶体，由于硅酸三钙迅
速水化，在氢氧化钙饱和溶液中，分别生成水化铝酸四钙和水
化铁酸四钙。它们的水化产物对水泥石的性能有很大影响。硫
酸盐对混凝土的化学腐蚀是硫酸根离子进入混凝土内部，生成
了一些难溶性的盐类物。受硫酸盐腐蚀的混凝土最显著的特征
是表面发白，当膨胀内应力超过抗拉强度时，混凝土的表面会
不断出现掉渣现象，这些盐类物由于结和了大量结晶水引起体
积膨胀，最先受损坏的部位是在棱角处，将在混凝土内部产生
微裂缝，当膨胀内应力超过混凝土的抗拉强度时，将在混凝土
内部产生微裂缝，随着微裂缝的不断开展贯通，使得表层混凝
土逐渐开裂剥落裂缝的产生又助长了外界硫酸盐的渗透，进一
步加剧了混凝土的膨胀破坏。最终使}昆凝土成为一种易碎的，
甚至松散的状态，混凝土的硫酸盐化学腐蚀破坏机理主要有三
种情况：钙矾石结晶破坏、石膏结晶破坏、碳硫硅钙石结晶破坏。
1．2 灌注桩混凝土抗硫酸盐腐蚀的主要影响因素
c 水化反应生成的水化铝酸钙，C，S水化生成的Ca(OH)：
和C．S H是形成钙矾石的必要组分，降低CA或C S的含量凝
胶，形成石膏的必要组分，配制的抗硫酸盐水泥，也就相应地减
少了生成钙矾石的含量，低c 含量的水泥通过控制水泥孰料
中的C3A含量，一直被推荐用于受硫酸腐蚀的工程当中。在抗钙