混凝土在氯盐冻融过程中的pH值演变

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发布时间：2021-09-25

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混凝土在氯盐冻融过程中的 pH值演变
迟守慧 ’，牛景轶，张
(1．青岛市政建设发展有限公司，山东青岛 266071；2
磊 ’，张淑媛
青岛理工大学土木学院，山东青岛 266033)
摘要： C30和 C50引气混凝土在 3．5％NaC1以及 5％Na2SO4+3．5％NaC1溶液中自然浸泡或快速冻融循环，测试盐冻过程中混
凝土不同深度粉末浸泡液的pH值及腐蚀产物。结果表明：盐冻过程中混凝土发生溶蚀，其表层的pH值、氢氧化钙和 c—S—H量低
于内部。随冻融循环次数增加，混凝土溶蚀深度和 pH值下降幅度增大。复合溶液中硫酸根离子存在延缓了混凝土表层溶蚀，致使
其 pH值下降幅度减轻。浸泡环境下，混凝土表层 pH值降低幅度约为冻融环境的 50％。提高混凝土强度不仅增加其自身碱度，而
且提高了混凝土致密度，有助于提升其在盐冻过程中的抗溶蚀能力。
关键词：混凝土；盐冻；pH值；溶蚀；热分析
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2014)04—0028—03
pH value of concrete SUbiected to freeze-thaw cycles in chloride solution
CHIShouhui ，NIU Jing342,ZHANG Lei ，ZHANG Shuyuan
(1．QingdaoCivilEngineeringConstructionDevelopmentCo．，Ltd．，Qingdao 266071，China；
2．Qingdao Technological University，Qingdao 266033，China)
Abstr8ct： The pH value and corrosion products of concretes under attack of chloride salt frost or immersion are systematically investi—
gated．The compressive strength grade ofconcrete is C30 and C50．The corrosion regim es are em ployed in this study：freeze—thaw cycles in
3．5％ NaCl solutionorin5％NaES04+3．5％NaCl solution．an dnaturallyimmersion(storedincorrosion solutionwith sametimeoffreeze．thaw
cycles)．The experimental results show that value ofpH，Ca(OH)2 and CSH content in the surface zone are less than that in inner zone ofcon—
crete subjected chloride salt frost．The dissolution depth and pH value drop of concrete enlarge with increasing freeze—thaw cycles．The sul—
fate ion in composite solution delays the dissolution speed and retards the pH value dr op of concrete in chloride salt environm ent．Ⅵ 1en
concrete immerses in chloride solution。the pH value drop of surface zone iS 50％ ofconcrete subjected to chloride salt frost．Additionally．
higher compressive s~ength grade of concrete，higher pH value and compactness of concrete，which is help to improve the dissolution re—
sistance capacity ofconcrete subjected to salt frost．
Key words： concrete；salt frost；pH value；dissolution；thermal analysis
0 引言
使用除冰盐的北方地区，北方海域及西北盐渍土地区，
冻融破坏尤其是盐冻损伤是钢筋混凝土结构破坏的主要
形式f1-2]。混凝土在冻融损伤过程中，由于冰膨胀性、静水压
力等作用导致混凝土动弹模量下降、表面出现剥落损伤等
现象[3-5]。与此同时，冻融循环过程中的低温环境降低了混
凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散速度，但冻融损伤程度
的增加将导致混凝土中氯离子扩散速度的提高[司。
考虑到混凝土结构暴露表面不仅会受到冻融破坏作
用，而且会受到碳化作用，这不仅会导致混凝土保护层破
坏，而且易导致混凝土中钢筋锈蚀，从而导致结构快速失
效。目前研究表明：冻融作为混凝土损伤的动力源，加速碳
化进程；循环次数越多、冻融碳化交替时冻融所占比例越
高，损伤越快，且交替作用下混凝土碳化深度不再服从时
间的二次方根的发展趋势[7-8]。本试验系统研究了混凝土在
冻融过程中的 pH值演变，并将其与浸泡环境下的 pH值演
变进行对比；并通过热分析获得盐冻过程中产物的演变，以
此说明冻融对混凝土抗碳化能力的影响。
1 试验
1．1 原材料及配合比
山东山水集团青岛分公司提供的 P·O 42．5级水泥。鲁
青 I级粉煤灰，烧失量为 3．56％。5～25 mm连续级配花岗岩。
细度模数 2．7的河砂。聚羧酸高效减水剂，通过合理掺量将
混凝土坍落度控制在 160～180 1TIITI。SJ一3型高效引气剂，调
整其掺量使新拌混凝土含气量达到 3％-4％。混凝土强度
等级为 C30、C50，其配合比及性能测试如表 1所示。