基于地铁工程混凝土实际配合比,进行了水灰比为 O.35的双掺(粉煤灰 、矿渣 )混凝土试件在 四种不同浓度的氯盐一硫酸
盐复合溶液中的浸泡腐蚀试验 ,测定了氯离子含量随深度与时间变化的分布以及混凝土结合氯离子能力,运用 XRD测试方法对混
凝土微观绀成试验前后的变化进行了分析。试验结果表明:单一氯盐情况下溶液浓度越高 ,侵入混凝土中的氯离子含量越多;硫酸根
的存在 ,能够抑制氯离子侵入混凝土,且硫酸根浓度越高 ,该抑制作用越强;硫酸根离子能够显著降低水泥材料对氯离子的结合作
刖 ,并且氯离子结合量变化幅度受其浓度影响较大。XRD测试结果表明,硫酸根影响水泥材料结合氯离子能力的原因在于其反应生
成钙矾石 ,消耗了 C3AH 的含量,释放 了部分固化的氯离子。
关键词: 混凝土;粉煤灰 ;矿渣 ;氯离子;硫酸根;氯离子结合能力;XRD
中图分类号: TU528.叭 文献标志码 : A 文章编号 : 1002—3550(2014)11-0034—04
Research on the influence of sulfate upon chloride diffusing into concrete of underground structures
GUAN Zhichao,XUFeng,WANG Shuguang.L砌 Weiqing
(College ofCivil Engineering,NanjingTechUniversity,Nanjiing211816,China)
Abstract: A series ofconcrete immersion tests were carried out based on the mix proportion of subway concrete structure,chloride con—
tents and the binding capacity of the double—mixture concrete(fly ash,ground granulated blastfumace slag),with which cement to water
ratio of O.35,was systematically investigated under corrosive solutions.These corrosive solutions include four types.3.5% (in mass,the
samebelow)NaC1,5%NaCI and composite solutions of3.5%NaC1 and(5% ,10% )NazSO4.X—ray di仃Taction(XRD)wasutilizedto analyze
the com ponent of concretes after the test.The experim ental results showed that the higher the concentration w as within the single chloride
solutions,there were more chlorides invading into the concrete.When there was sulfate within the solution,it reduced the ingress of chlo—
ride,and the higher the concentration w as,the more significant this effect w as.Sulfate brought down the binding amount of chloride rc—
markably,and the concentration of it influences much on the range of the bound chlorides.The X—ray diffraction test showed the way how
sulfateinfluences onthe chloridebinding capabilityofcement,thatwas,sulfate droped downthe content ofCAH6,reactingwithittoform
ettringite,and thus releasing som e part ofthe bound chlorides.
Keywords: concrete;fly ash;slag;chloride;sulfate;chloride binding capability;XRD
0 引 言
现有研究表明,氯盐侵蚀是影响钢筋混凝土结构耐久
性寿命 的重要因素之一 。氯离子在混凝土中的传输过程 中
诸如扩散 、渗透和吸附等作用同时发生 ,腐蚀机理复杂Ⅲ,
但并非进 入混凝土 内部 的所有氯离子都能破坏钢筋钝化
膜使其锈蚀 ,只有残留在混凝土孔 隙液 中的游离氯离子才
会对钢筋造成破坏 l2J。自然条件下 ,外界环境中的氯离子主
要通过混凝土 中的孔隙结构 、微裂纹 以及骨料一砂浆界面
过 渡区向内部 扩散 ,该 过程进展缓慢且机理复杂 。然而针
对地铁 、轻轨等地下混凝土结构服役环境 ,氯离子 的迁移
过程不仅受混凝土组成材料 的影响 ,地下水 中包含的多种
离子 、水压力 、振动荷载 以及隧道管线 中广泛存在 的杂散
收稿 日期 :2014—05-04
基金 项 目 :国家重点基础研究发展计划“973”计~q(2011CB013800)
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电流等因素均会对其产生重大影响。
混凝土抗氯离子腐蚀性能研究 中,一类较 为热点 的问
题是水泥基材料对氯离子的吸附作用 。水泥种类对氯离子
渗人速度会产生不同的影响 ,通常 的观点认 为它与水泥 巾
的铝酸盐相化学结合氯离子的能力有关 ,固化氯离子 的主
要形 式是 由氯 离子 与 CA 反应 形成 单氯 铝 酸钙 3CaO·
A12O3·CaC12·10H2O,即所谓 的 Friedel盐 [3]。Byung等 的研
究考虑诸如温 /湿度 、矿物掺料种类 、氯离子吸附等 因素对
氯离子传输 的影响 ,试验结果表明粉煤灰 的掺入减小了扩
散 系数 ,有效降低 了氯离子 的侵入量 。Ahmet等 对不同粉
煤灰掺量的试样进行 了腐蚀作用后的多种性能测试 ,测试
结果显示粉煤灰对水泥最佳 的取代率大约为 15%,并认为
其提高混凝土性能 的主要原 因在于改变了 内部孔 隙结构 ,
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