盐渍土地质条件下大掺量矿物掺合料混凝土耐久性研究

发布时间：2020-10-11 04:17

　　 在盐渍土地区,输电线路混凝土基础可能遭受氯盐侵蚀、硫酸盐化学腐蚀、盐类结晶侵蚀或盐冻侵蚀,严重影响了使用寿命。针对盐渍土地质条件下输电线路基础干湿交替部位(地表吸附区)腐蚀破坏最为严重的特点,本文研究了大掺量矿物掺合料混凝土的抗硫酸盐结晶/抗氯盐侵蚀性能、半浸泡于不同硫酸盐、氯盐溶液中的长期性能劣化规律与腐蚀机理、全浸泡于不同硫酸盐、氯盐溶液中的抗盐冻性能,试图研制一种具有高抗盐腐蚀性能的大掺量矿物掺合料混凝土。本文主要研究内容如下:(1)通过氯离子扩散系数、电通量及硫酸盐-干湿循环试验,研究了粉煤灰掺量20%、35%、矿粉掺量35%、55%及其复掺(粉煤灰20%+矿粉35%)对混凝土抗盐侵蚀性能的影响。结果表明:矿粉、粉煤灰均能提高混凝土抗氯离子渗透性能,但矿粉作用大于粉煤灰;单掺55%矿粉、复掺20%粉煤灰+35%矿粉显著提高了混凝土抗硫酸盐结晶侵蚀性能,但单掺35%粉煤灰则相反。(2)采用立式半浸泡-干湿循环试验方法,研究了三种大掺量矿物掺合料混凝土在硫酸钠溶液、20%粉煤灰+35%矿粉混凝土(C40F20K35)在不同盐溶液中的腐蚀破坏状况及质量损失、相对动弹性模量与强度等物理力学性能的劣化规律,并比较了混凝土液面以上、以下部位的腐蚀程度,通过微观测试手段,揭示了混凝土盐侵蚀破坏机理。结果表明:在10%Na_2SO_4溶液中,C40K55混凝土(矿粉掺量55%)、C40F20K35混凝土腐蚀程度最小,因结晶腐蚀、化学腐蚀加剧,所有试件液面以上部分腐蚀严重;而同种混凝土试件在5种盐溶液中的腐蚀程度为:10%MgSO_4溶液﹥10%Na_2SO_4溶液﹥(10%Na_2SO_4+10%MgCl_2)复合溶液﹥(10%NaCl+5%MgCl_2)复合溶液﹥20%NaCl溶液。(3)通过质量损失、相对动弹性模量与强度等指标的变化及XRD、SEM测试,对比研究了C40纯水混凝土、C40F20K35混凝土分别在10%NaCl溶液、5%MgSO_4溶液、(5%Na_2SO_4+5%MgCl_2)复合溶液中快速冻融300次的性能劣化规律,揭示了混凝土盐冻破坏机理。结果表明:两种混凝土在清水中的破坏最严重,而盐由于对水冰点的降低反而提高了混凝土的抗冻性能;C40F20K35混凝土在清水、10%NaCl溶液中的抗冻性能高于C40混凝土,而在5%MgSO_4溶液中的抗冻性能则相反;在(5%Na_2SO_4+5%MgCl_2)复合溶液中,两种混凝土几乎没有破坏;混凝土的盐冻破坏主要由冻融损伤引起,化学腐蚀作用很小。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU528
【部分图文】：

半部分对应液面以下区域。可以看到，浸泡在硫酸钠溶液中的混 a、b、c、d）上部存在大量白色盐结晶，该区域表面发生脱落，且分布着大量裂纹；在试件液面以下部分，表面没有结晶现象，裂、脱落，只在棱角处存在少量裂纹和脱落现象。从试件液面上蚀情况来看，试件上部区域比下部区域腐蚀严重。

图 4-2 混凝土抗强度变化在 10％Na2SO4溶液、清水中半，120～360d 的耐蚀系数见下图五种试件破坏的时间为：C40、C4。试验结束时，浸泡在硫酸钠溶为 48.2％、46.3％，C40F35 略了混凝土腐蚀程度。而 C40K5.8％、60.3％，几乎相等，表明300 60 120 180 240 300 干湿循环天数/d

将复掺 20％粉煤灰+35％矿粉混凝土（C40F20K35）分别半浸SO4溶液、10％MgSO4溶液、（10％Na2SO4+10％MgCl2）复合溶液F20K35 试件在不同硫酸盐溶液中的腐蚀情况与性能变化。.1 混凝土表面腐蚀情况C40F20K35 试件在三种硫酸盐溶液中腐蚀后的外观见下图。可以Na2SO4溶液中，试件上部盐结晶量最多，而浸泡在硫酸镁溶液中的液面以上部分也存在一些盐结晶，但与图（a）相比，盐结晶程度表面浆体发生轻微脱落，没有出现裂纹。与浸泡在硫酸钠溶液中是，试件完全浸泡在溶液中的部分腐蚀较为严重，该处由于硫酸镁浆体大量脱落，变为疏松多孔的结构，骨料外露。 浸泡于（10％Nl2）复合溶液中试件液面上部盐结晶程度更小，也没有产生裂纹面浆体存在轻微腐蚀，棱角处也没有开裂、脱落。
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本文编号：2836054