通過(guò)對(duì)受硫酸鹽侵蝕不同時(shí)期的混凝土試件進(jìn)行剪切試驗(yàn)和微觀掃描,分析半浸泡條件下硫酸鹽侵蝕對(duì)混凝土抗剪強(qiáng)度和破壞模式的影響機(jī)制,并與全浸泡條件進(jìn)行對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果表明:硫酸鹽侵蝕會(huì)導(dǎo)致混凝土抗剪強(qiáng)度出現(xiàn)經(jīng)時(shí)退化現(xiàn)象;隨著暴露時(shí)間的增長(zhǎng),混凝土抗剪強(qiáng)度組件中的黏結(jié)組件（黏聚力表征）和剪脹組件（剪脹率表征）均呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì),與全浸泡條件相比,半浸泡條件下的降幅較小,三種水灰比試件的殘余剪脹率分別為0.237（0.38）、0.206（0.45）和0.182（0.52）;摩擦組件（內(nèi)摩擦角表征）在半浸泡條件下呈現(xiàn)非線性降低的變化規(guī)律,并沒(méi)有出現(xiàn)全浸泡條件下的前期摩擦增強(qiáng)現(xiàn)象（2%～6%的內(nèi)摩擦角增長(zhǎng)）,9個(gè)月時(shí)的內(nèi)摩擦角降幅達(dá)24.9%（0.38）、32.8%（0.45）和52.3%（0.52）;微觀分析表明該現(xiàn)象與其微觀侵蝕機(jī)理密切相關(guān),與全浸泡條件不同,半浸泡條件下試件以物理結(jié)晶型損傷為主;不同的微觀侵蝕機(jī)理導(dǎo)致試件在受剪力作用時(shí)的剪切面破壞模式存在顯著差異,全浸泡條件下,侵蝕后試件剪切面的破壞模式以骨料翻滾、剝離和剪切面附近基質(zhì)擠壓滑移等形式為主,而半浸泡條件下,基質(zhì)開(kāi)裂和剪脹滑移等形式... 

【文章來(lái)源】：土木工程學(xué)報(bào). 2020,53(07)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

剪脹率經(jīng)時(shí)演化

混凝土試件的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)采用直剪試驗(yàn)方法[23-24],軸向壓力分為5個(gè)水平:0.5MPa,2.0MPa,4.0MPa,7.0MPa和10.0MPa。每個(gè)軸壓水平測(cè)試3個(gè)平行試件,最終結(jié)果取三者平均值�；炷林奔粼囼�(yàn)的加載方式主要分為以下兩個(gè)步驟:①軸向采用力控制模式,垂直加載至設(shè)計(jì)軸壓水平,并保持軸向壓力不變;②在軸向壓力保持不變的前提下,剪向采用位移控制模式,加載至試件破壞后一段位移。試驗(yàn)所采集的數(shù)據(jù)包括剪應(yīng)力-剪位移曲線響應(yīng)、軸向位移-剪位移曲線響應(yīng)、剪切面破壞形態(tài)以及微觀分析數(shù)據(jù)。試驗(yàn)采用的剪切裝置以及典型的剪切面形貌如圖1所示。此外,試驗(yàn)采用配備能譜分析功能(energy dispersive X-ray spectroscopy,簡(jiǎn)稱EDX)的微觀掃描電鏡(scanning electron microscope,簡(jiǎn)稱SEM)對(duì)硫酸鹽侵蝕后的混凝土碎片試樣進(jìn)行微觀分析。試驗(yàn)采用Zeiss Auriga聚焦離子束場(chǎng)發(fā)射掃描雙束電鏡,工作電壓為15kV,分辨率為1.0nm。挑選較平整的且直徑不大于11mm的混凝土碎片試樣作為SEM待測(cè)樣品,且部分試樣包含小骨料顆粒(小骨料的顆粒7mm左右)。將這些試樣在干燥箱中40℃條件下進(jìn)行24h風(fēng)干處理,然后在表面進(jìn)行鍍金,最后進(jìn)行真空電鏡掃描分析。

由圖2中的數(shù)據(jù)可得硫酸鹽侵蝕條件下混凝土名義黏聚力和名義內(nèi)摩擦角隨時(shí)間的變化曲線,如圖3所示。注意圖中所指的變化是由當(dāng)前測(cè)量值減去初始測(cè)量值再除以初始測(cè)量值所得,為無(wú)量綱值,例如-0.3則代表當(dāng)下測(cè)量值較初始測(cè)量值下降了30%。此外,全浸泡條件下[23]的數(shù)據(jù)也在圖3中展示,便于對(duì)比分析。由圖3可以看出,半浸泡條件下混凝土試件的名義黏聚力和名義內(nèi)摩擦角隨時(shí)間的變化規(guī)律與全浸泡條件類似,但是變化幅度不同。隨著時(shí)間的增長(zhǎng),混凝土試件的名義黏聚力呈現(xiàn)類線性降低的變化趨勢(shì),三種水灰比試件名義黏聚力的最終降幅分別為30.7%(0.38)、40.8%(0.45)和48.1%(0.52);名義內(nèi)摩擦角呈現(xiàn)非線性降低的變化趨勢(shì),前期下降率較低,后期下降率較高,三種水灰比試件名義內(nèi)摩擦角的最終降幅分別為23.3%(0.38)、30.9%(0.45)和45.8%(0.52)。水灰比越高,試件所對(duì)應(yīng)的名義黏聚力和名義內(nèi)摩擦角越低。與全浸泡條件下的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),同一水灰比的試件,半浸泡條件下混凝土的名義黏聚力和名義內(nèi)摩擦角隨時(shí)間的變化幅度較全浸泡要輕微,最終的降幅要小。以0.45為例,半浸泡條件下侵蝕9個(gè)月后,名義黏聚力下降了40.8%,而全浸泡條件下為50.7%。黏聚力表征混凝土內(nèi)部各組成元素之間的化學(xué)黏結(jié)能力,而半浸泡條件下的結(jié)晶損傷機(jī)理以結(jié)晶壓導(dǎo)致的微觀開(kāi)裂為主,因此該現(xiàn)象出現(xiàn)的可能原因是半浸泡條件下侵蝕對(duì)化學(xué)黏結(jié)能力的削弱較全浸泡要輕微。圖3 抗剪強(qiáng)度參數(shù)經(jīng)時(shí)演化

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水泥基材料硫酸鹽侵蝕機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 張曉佳,張高展,孫道勝,劉開(kāi)偉.  材料導(dǎo)報(bào). 2018(07)
[2]硫酸鋁鹽水泥與硅酸鹽水泥凈漿水分蒸發(fā)區(qū)硫酸鹽破壞對(duì)比[J]. 劉贊群,李湘寧,鄧德華,候樂(lè).  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2016(08)
[3]噴射混凝土力學(xué)性能、滲透性及耐久性試驗(yàn)研究[J]. 王家濱,牛荻濤,張永利.  土木工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[4]干濕交替噴射混凝土硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)[J]. 牛荻濤,王家濱,馬蕊.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2016(02)
[5]干濕循環(huán)作用下混凝土硫酸鹽侵蝕劣化機(jī)理試驗(yàn)研究[J]. 高潤(rùn)東,趙順波,李慶斌,陳記豪.  土木工程學(xué)報(bào). 2010(02)



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