：从 凉水 井隧道石 膏类 围岩 的化 学成分 分析入 手 ，通过 水 泥净 浆 试验 结 合扫 描 电镜 测 试 ，分 析 了石 膏岩 对 隧道衬砌 混凝 土 的侵 蚀机 理 。 当石 膏岩被误 作 为 混凝 土 集料 时 ，在 水 泥 与 岩石 的接 触 面上 产 生 了大量 的钙矾 石 ，对接 触 面直接 产生破 坏作 用 ，降低 了试 块 强度 。根 据相 关规 范及 规 定 ，设 计 了高性 能 防腐蚀 混凝土 的配合 比 ，并对该 配合 比进行 了试 验验证 ，结 果显 示矿物掺 合料 和 纤维 均能够提 高混凝 土 的强度 并降低 氯 离子 扩散 系数 ，改善 其抗 裂性 能。 关键 词 ：扫描 电子显微 镜 硫酸 盐侵蚀 配合 比设计 隧道 中图分 类号 ：TU451 文献 标识码 ：A DOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2015．06．19 从 工程 的安全 角 度考 虑 ，在 工 程 建设 过 程 中应尽 量 避开石 膏 岩这类 特 殊岩 石 地段 ¨ ，当无 法 避 免 时就 需 要特 别注 意石膏 岩溶蚀 生成 的硫 酸根离 子对 混凝 土 结 构 的外部 侵蚀作 用 ，以及将 石 膏 岩 误作 为混 凝 土 骨 料对混 凝土结 构 的 内部 侵 蚀 作 用 。无论 是 哪 种 侵蚀 ， 均会对混凝土产生一系列如结构膨胀 、强度降低、结构 破坏 、性能 劣 化 等 破 坏 作 用 。鉴 于 此 ，本 文 以 宜 巴 高 速 凉 水 井 隧道 为 研 究 对 象 ，通 过 扫 描 电子 显 微 镜 (SEM)成像 方法 ，分 析硫 酸盐 对 隧 道混 凝 土 的侵 蚀 机理 ，并 针对建设 在 石 膏岩 区 的 隧道 专 门设 计 了高 性 能混凝 土配合 比，这种 配 合 比的混 凝 土 能 有效 防止 石 膏岩溶 蚀生成 的硫 酸 根 离子 对 衬 砌 结构 的破 坏 ，对 隧 道安全 运营具 有重 要 的现实 意义 。 1 石膏岩成分分析 凉水 井 隧道位 于 宜 巴高 速 公路 上 ，隧址 区石 膏类 围岩主要 为 三叠 系嘉陵 江组嘉 二段 至嘉 五段海 相沉积 岩 ，矿物 成分 主要 为石 膏 、硬 石 膏 和 白云 石 ，岩 性 主 要 为含 膏质 白 云岩 、白云 质石 膏 岩 、石 膏 岩 以及 硬 石 膏 岩 。从 凉水 井 隧道 中 出 露 的 典 型 石 膏 类 围岩 中取 样 sl和 s2，室 内进 行 能谱 分 析 ，结 果见 表 1。这 些 值 与 石膏 岩 中 CaO 的理 论 含 量 32．6％ ，SO，的 理 论 含 量 46．5％ 十分接 近 ，可 判定 隧道 围岩 主要为 石膏 岩 。 此外 ，为 了更 加 准确 地 了解 石膏 岩 的化 学成 分 及 收 稿 日期 ：2014．12-10；修 回 日期 ：2015-04-19 作者简介 ：唐清宽(1964一 )，男 ，陕西蒲城人 ，高级工程师 。 含量 ，将 样 品 s2干 燥 后 磨 成 岩 粉 ，在 中 国 地 质 大 学 (武汉 )国家重点 实验 室进 行 化学 成 分 全分 析 ，结 果 见 表 2。 表 1 石 膏岩 样 能谱 分 析 结果 ％ SiO2 A1203 CaO MgO K2O SO3 SrO ZrO2 烧 失量 1．38 0．07 3O．27 1．97 0．05 40．85 0．19 0．04 25．14 2 石膏岩对 混凝土侵蚀 方式及侵蚀机理分析 2．1 石膏岩 对混 凝土 的侵蚀 方式 石膏岩 对混 凝土 的侵蚀 主要 有 以下两 种方式 。 1)石膏 岩 溶 蚀 后 使 周 围水 溶 液 中含 有 大量 硫 酸 根离 子 ，硫 酸根 离子 扩散 进 入 混 凝 土 内部 与 水 泥 水 化 的 Ca(OH) 反 应再 次生 成石膏 而结 晶膨 胀 、与水化 铝 酸钙 或单硫 型水 化 硫 铝 酸 钙 (AFm)反 应 生成 膨 胀 性 物质 三硫 型 水化 硫 铝 酸钙 (AFt)，使得 混 凝 土发 生 膨 胀 开裂 ，从 而 产 生 硫 酸 盐侵 蚀 (外 部 侵 蚀 )，侵 蚀 等 级 为 D级 。

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