隨著海洋建筑工程的蓬勃發(fā)展,海水環(huán)境對混凝土耐久性的影響日益受到人們的關(guān)注。大量的工程實例都說明,普通混凝土無法滿足海洋工程中對于耐久性的需要。高性能混凝土擁有較好的耐久性以及較強的對有害離子的抵抗能力,因此被廣泛的應(yīng)用在了海洋工程中。本文研究了高性能混凝土漿體在模擬海洋環(huán)境以及海洋環(huán)境中不同侵蝕介質(zhì)作用下抗壓強度、膨脹率隨齡期的變化規(guī)律,以及齡期在1320天時漿體中礦物組成和漿體內(nèi)部的顯微結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上探究海洋環(huán)境中高性能混凝土受有害離子侵蝕機理與防護措施。獲得了如下結(jié)論:對于高性能混凝土漿體的抗壓強度,齡期1320天時SO₄^2-對漿體表現(xiàn)的侵蝕作用總是大于Cl^-;對于純水泥漿體、摻礦粉漿體、摻硅灰漿體和摻石粉漿體,齡期90天前Cl^-表現(xiàn)的侵蝕作用更強。侵蝕離子與水泥水化產(chǎn)物的反應(yīng)提升了高性能混凝土漿體早期的抗壓強度。在齡期1320天時,對于摻石粉漿體的抗壓強度,模擬海水對其有最強的侵蝕作用;對于純水泥漿體、摻粉煤灰漿體、摻礦粉漿體和摻硅灰漿體的抗壓強度,MgSO₄溶液有最... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

海洋工程混凝土的受侵蝕狀況

3常見的侵蝕介質(zhì)有水、堿、酸和鹽[24]。在侵蝕介質(zhì)中的侵蝕主要為以下幾類：(1)膨脹性侵蝕[25-26]膨脹性侵蝕是指水泥水化產(chǎn)物與侵蝕離子發(fā)生反應(yīng)，生成體積遠大于反應(yīng)物的膨脹性產(chǎn)物，當膨脹性產(chǎn)物產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力大于孔隙壁所能承受的閾值時，會使得混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞。(2)溶出性侵蝕[27]溶出性侵蝕，指因水泥水化產(chǎn)物在水中溶解、溶出，而導致C-S-H凝膠隨之分解，使得混凝土強度大幅降低的侵蝕作用。例如，在堿度較低的環(huán)境中，混凝土的滲透性較好，如果此時不斷的有水流對混凝土進行沖刷，水泥水化產(chǎn)物將逐漸溶出，使混凝土內(nèi)部環(huán)境失穩(wěn)，混凝土的各方面性能都逐漸變差。(3)溶解性侵蝕[28-29]混凝土的溶解性侵蝕指的是其部分水化產(chǎn)物與侵蝕離子發(fā)生化學反應(yīng)而溶解的侵蝕作用。比如，當處于酸性環(huán)境時，Ca(OH)2被中和反應(yīng)消耗掉，隨著反應(yīng)的進行，混凝土內(nèi)部的部分水化產(chǎn)物分解，混凝土的強度大幅下降。圖1-2海洋環(huán)境下混凝土的受侵蝕示意圖對于高性能混凝土而言，海洋環(huán)境中有著多種的有害離子，且不同的離子有不同的侵蝕機理，不同有害離子的侵蝕作用也不僅僅是簡單的疊加作用，因此，在這樣一種復雜的離子環(huán)境中，研究單一離子對混凝土的侵蝕作用以及多種離子對混凝土的侵蝕機理十分重要。

41.2.1硫酸鹽的侵蝕機理硫鹽酸侵蝕是一個復雜且緩慢的過程，混凝土構(gòu)件浸泡在硫酸鹽的溶液中時，最初時表現(xiàn)為表面開始泛白色，并且逐漸出現(xiàn)表面開裂，剝落破壞的現(xiàn)象，如圖1-3所示，即為浸泡在一定濃度的硫酸鈉溶液中1320天后的高性能混凝土漿體試塊。圖1-3浸泡在硫酸鈉溶液中1320天后的高性能混凝土漿體外界環(huán)境中的SO42-擴散到混凝土內(nèi)部后與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，生成難溶鹽類，這部分鹽類產(chǎn)物使混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，使得混凝土構(gòu)件的膨脹、開裂和剝落，進而使得混凝土構(gòu)件失去其強度[30]。如果說混凝土材料處在流動的水域中，侵蝕產(chǎn)物被流水帶走，硫酸鹽得到補充，那么混凝土構(gòu)件將會受到更為嚴重的侵蝕破壞。因為硫酸鹽的侵蝕既有物理變化也有化學變化，并且根據(jù)硫酸鹽侵蝕產(chǎn)生的結(jié)晶產(chǎn)物及不同的破壞形式，其腐蝕破壞可以分為以下的幾種類型：(1)化學侵蝕①鈣礬石結(jié)晶侵蝕硫酸鹽會與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣再與水泥水化產(chǎn)物中的水化鋁酸鈣或鋁酸三鈣反應(yīng)生成鈣礬石，簡稱AFt，這里以Na2SO4溶液為例，反應(yīng)的化學方程式如下[31-33]：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]摻粉煤灰混凝土抗海水侵蝕性能的研究[J]. 王倩.  連云港職業(yè)技術(shù)學院學報. 2018(02)
[2]海工混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕防護研究進展[J]. 廖曉,季濤,李偉華.  混凝土. 2017(03)
[3]沿海普通鋼筋混凝土橋梁的腐蝕、防護現(xiàn)狀與不銹鋼筋應(yīng)用綜述[J]. 李承昌,鄭曉華,郭楊,姜博.  公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2017(01)
[4]海洋環(huán)境中鋼筋混凝土耐腐蝕性能研究[J]. 劉年平,肖博.  混凝土. 2016(06)
[5]不同環(huán)境中礦物摻合料混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能的研究進展[J]. 劉芳,尤占平,汪海年,盛燕萍.  中國材料進展. 2014(11)
[6]海洋環(huán)境下混凝土耐久性研究進展[J]. 龔秀美,鄒先杰,劉道斌,郭澤平,付光輝,沈衛(wèi)國.  新世紀水泥導報. 2014(03)
[7]海洋環(huán)境混凝土防腐涂料研究及發(fā)展趨勢[J]. 康莉萍,孫叢濤,牛荻濤.  混凝土. 2013(04)
[8]石灰石粉混凝土及其硫酸鹽侵蝕特性綜述[J]. 嚴軍偉,邢婕,李杰,羅宇,劉數(shù)華.  混凝土. 2011(08)
[9]Effect of Fly Ash on Frost-Resistance and Chloride Ions Diffusion Properties of Marine Concrete[J]. 楊文武,錢覺時,章一穎.  China Ocean Engineering. 2009(02)
[10]氯離子侵蝕混凝土的機理[J]. 蔡路,魏亞兵,陳太林.  河南建材. 2006(06)

博士論文
[1]荷載和環(huán)境作用下銹蝕鋼筋混凝土柱的力學性能[D]. 李強.浙江大學 2015
[2]基于環(huán)境的海工混凝土耐久性試驗與壽命預測方法研究[D]. 劉志勇.東南大學 2006

碩士論文
[1]海水環(huán)境下玄武巖纖維筋及其增強混凝土梁的耐久性研究[D]. 呂柏行.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]高抗硫酸鹽水泥混凝土抗硫酸鹽、鎂鹽雙重侵蝕性能研究[D]. 李雷.新疆農(nóng)業(yè)大學 2016
[3]混凝土氯離子侵蝕和碳化試驗標準化研究[D]. 王傳坤.浙江大學 2010
[4]混凝土抗海水侵蝕試驗研究及其抗蝕性能預測[D]. 戈雪良.武漢大學 2005
[5]鋼筋混凝土在海水中的腐蝕性能研究[D]. 葛安亮.中國海洋大學 2005



本文編號：3482874