矿渣微粉高性能混凝土的抗侵蚀试验研究

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发布时间：2021-10-07

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矿渣微粉高性能混凝土的抗侵蚀试验研究
慈军，刘健，王建祥
(新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐 830052)
摘要：混凝土侵蚀的主要原因是水泥石遭受了侵蚀，外界环境中的侵蚀介质(如硫酸盐及镁盐 )通过水泥石开口孑L隙进入到水泥石内
部，与水泥石中易分解于软水的成分如氢氧化钙、水化铝酸钙等反应生成钙矾石或石膏等侵蚀产物，钙矾石体积膨胀和石膏结晶膨胀都会
引起水泥石结构的开裂，继而造成混凝土的破坏。由于高性能混凝土掺加了高效减水剂和大掺量超细掺合料并采用低水胶比配制混凝土，
使得这种混凝土中水泥石的孔隙减少，而且缩小了孔径；同时大掺量超细掺合料可以大大减少水泥石内的不稳定成分，从而使高性能混凝
土抗侵蚀性能得以提高。
关键词：侵蚀；硫酸盐；高性能混凝土；抗侵蚀性
中图分类号： TU528 041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)05—0021-04
Experim ental research on anti-corrosion of slag high perform ance concrete
C／Am，LHJ~an，W ANG Jian-xiang
(Hydraulic andCivilEngineeringCollege ofXinjiangAgricultureUniversity，Urumqi 830052，China)
Abstract： The main erosion of the concrete is the cement stone．With the material of the corrosion (such as sulphate and biRer salt)，the
environmental water enters into the inside ofthe cem ent stone through the open pores．The m aterial ofthe corrosion reacts with CH an d CAH ，then
produces AFt and CaS04‘2H20．These products swell the structure of the cem ent stone and then destroy th e concrete．Th e high·perform ance
concrete which with high—effi cient water—reducing agent，heavy admixtures an d lower water gelled material ratio becomes close—grained，SO th e
quantity of the pores is less．and the diameter of pores turn smaller．Meanwhile，heavy admixtures Can reduce the instability composition of the
cem ent stone greatly．So the high—perform ance concrete has excellent anti—corrosion．
Key w ords： corrosion：sulphate；high—perform ance concrete；anti—corrosion
0 引言
抗侵蚀性是混凝土耐久性的一项重要内容。新疆是多盐碱
的地区，盐碱地土壤和其环境水中普遍含有大量硫酸盐、镁盐，
对混凝土会产生侵蚀破坏，这种侵蚀破坏对混凝土结构工程往
往是致命的。新疆已发生数次混凝土硫酸盐侵蚀工程事例，因
此，对混凝土工程防止遭受硫酸盐、镁盐侵蚀在新疆地区有着
普遍性重要意义。
通常防治混凝土硫酸盐侵蚀的办法是使用抗硫酸盐水泥
(简称抗硫水泥 )配制抗侵蚀混凝土。抗硫水泥有中抗硫水泥
(P·MSR)和高抗硫水泥(P·HSR)，中抗硫水泥可抵抗环境水中
s0；一浓度为 2 500 mg／L及其以下硫酸盐侵蚀，高抗硫水泥可抵
抗环境水中sOj猿度为 8 000 mgm及其以下硫酸盐侵蚀。显然，
抗硫水泥的应用范围有一定的局限性，当环境水的s0j一浓度超
出 8 000 rngm 就不适用。在新疆很多水利工程中，混凝土结构
所处环境的土壤和地下水中的sO；一浓度常常超出 8 000 mg／L。
另外，抗硫水泥又属特种水泥，厂价格远远高于常用的水泥，
工程应用会加大混凝土结构工程的造价，无形中价格因素进一
步限制了抗硫水泥在抗侵蚀混凝土中的普及应用。
高性能}昆凝土是一种新型高技术混凝土，它是采用低水胶
比，掺高效减水剂和大掺量超细矿物质掺合料配制而成，是一
种密实度很高的混凝土，它既具有高抗渗性防止环境水侵入，
又有降低侵蚀内因的机能。
1 工程概况与高性能混凝土
某水利枢纽工程是新疆塔里木河流域综合治理项目之一，
具有保护生态环境、输水、发电和防洪等综合效益。该工程结构的
主要材料是混凝土和钢筋混凝土，均属水工混凝土。混凝土设计技
术指标是 C25、P6、F300。经勘探，该工程场址地下水中SO1-浓度
最大值为 12 836 mgm，Mg 浓度最大值为 1 461 mg／L，根据
GB 50287—99《水利水电工程地质勘察规范》中“环境水对混凝
土腐蚀判定标准”，该场址地下水中的硫酸盐对使用普通水泥的
混凝土或抗硫酸盐水泥的混凝土都会产生强硫酸盐侵蚀，镁盐
会产生弱侵蚀。因此，该水工混凝土必须同时具有优异的抗硫
酸盐和抗镁盐双重侵蚀的能力。要达到各项设计技术指标，混
凝土的配合比设计与试验研究是关键环节之一。
水灰比(或水胶比)往往是影响混凝土技术性能的主要因
素，分析该水工混凝土各项设计技术指标对水灰比的要求，详
见表 1。
由表 1可以看到，抗侵蚀性要求的水灰比最小，也就是说，