Transcript 浅析混凝土硫酸盐侵蚀

浅析混凝土硫酸盐侵蚀
主要内容：
1.
2.
3.
4.
硫酸盐侵蚀的基本原理
对结构抗力的影响
测试方法和研究现状
试验构思
1.硫酸盐侵蚀的基本原理
硫酸盐对混凝土的侵蚀是一个非常复杂的物理
化学过程，其实质是环境说中的SO42-渗入到混
凝土中和水泥的水化产物发生反应，生成具有
膨胀性的侵蚀产物，从而在混凝土内部产生内
应力。
（1）石膏析晶型腐蚀
硫酸盐与混凝土中的Ca(OH)2反应生成不溶性
CaSO4，这种腐蚀的基本化学反应式为：
1.硫酸盐侵蚀的基本原理
（2）水化硫铝酸钙的生成
当SO42-离子浓度较低时，与水泥中的高碱水化硫
铝酸钙反应生成体积膨胀的水化硫铝酸钙针状
结晶，反应可表示为：
当SO42-离子浓度较高时，会有石膏析晶出现。
2. 对结构抗力的影响
硫酸盐腐蚀生成具有膨胀性的腐蚀产
物，在混凝土内部产生内应力，当其内应
力超过混凝土的抗拉强度时，就使混凝土
产生开裂、剥落等现象，从而使混凝土因
强度和粘结性能的丧失而发生破坏，使结
构抗力衰减。
3. 混凝土硫酸盐侵蚀的研究状态
目前，关于硫酸盐侵蚀的研究大部分都
集中在对混凝土的材料层次的研究上。迄
今为止，国内外学者主要进行的实验研究
有：1对腐蚀环境下钢筋锈蚀机理、锈蚀后
钢筋力学性能；2受腐蚀钢筋与混凝土之间
粘结性能；3受腐蚀钢筋混凝土构件的抗压，
抗剪等承载力研究；等等。
4. 试验构思
1.研究方向：硫酸盐侵蚀引起的混凝土膨胀应力分
析
2.实验目的：不少文献中提到，由于体积膨胀，将
引起混凝土内部产生应力，但对这种应力的还很
欠缺，该实验对膨胀内应力进行测定分析，进而
分析硫酸盐侵蚀如何是影响混凝土构件的抗力衰
减。
3.实验方法：
A.试件的制作，试验数据的采集，分析；
B.测定构件的混凝土实际强度；
4. 试验构思
C.采用加速试验法与常规试验法进行对比试验；
D.混凝土后期体积测定；
5.实验计算方法
A.通过测定构件体积变化根据已有的膨胀率的计算
模型计算膨胀内应力
B.使用仪器测定：1膨胀应力测定仪、压力传感器、
电阻应变仪、2膨胀压力传感器
谢谢！
相关知识链接
做的较多的实验：
1、可渗透混凝土试块的硫酸盐腐蚀的模拟实验。
2、采用替换构件方法进行硫酸盐介质环境中长期工作混凝土受
弯构件试验。
3、采用构件对比法测试硫酸盐腐蚀后的抗压，抗剪，等受力性
能测试。
膨胀机理：混凝土体积的膨胀主要是由于环境介质中的液相物
质渗入混凝土中，与混凝土中的水化产物发生化学反应，在混凝
土内部产生了难溶而又体积膨胀的新物质。
Kelham系统地研究了不同水泥组分对水化硫铝酸钙生成引起混
凝土膨胀率的影响，在综合考虑水泥比表面积主要成分的基础上，
建立了预测混凝土构件在90摄氏度养护12h后混凝土膨胀率的计
算模型。
孙家瑛等给出了混凝土试件在5%Na2SO4溶液中混凝土受硫酸
盐侵蚀后膨胀率随时间发展的测试结果。