盐渍地区混凝土耐久性综述
西北盐渍土地区混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

西北盐渍土地区混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究西北盐渍土地区混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究摘要:随着西北地区经济的快速发展和工业化进程的加快,盐渍土地区的基础设施建设面临着严峻的挑战。
本文通过对西北盐渍土中混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能进行研究,旨在提供一种有效的方法来改善西北盐渍土地区基础设施的耐久性和使用寿命。
1. 引言西北盐渍土地区是指中国西部地区的一类盐碱地。
该地区的土壤富含盐分和碱性物质,给基础设施建设带来了严重的腐蚀和侵蚀问题。
其中,硫酸盐侵蚀是最严重的一种,对混凝土结构的耐久性和使用寿命造成了严重的影响。
2. 硫酸盐侵蚀机理硫酸盐侵蚀是指土壤或水体中的硫酸盐与混凝土发生化学反应,导致混凝土的破坏和变质。
硫酸盐可以与混凝土中的水化产物生成可溶性硫酸盐,进一步形成硫酸盐结晶,导致混凝土内部产生体积膨胀和裂缝。
3. 实验方法本研究选取西北地区常见的盐渍土样品和普通混凝土为研究对象。
首先,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品进行了物相组成和微观结构的分析。
然后,采用硫酸盐侵蚀试验方法,对盐渍土样品和混凝土样品进行了一定时间的硫酸盐侵蚀实验,并测试了样品的质量损失、抗压强度和含水率等性能指标。
4. 结果与分析实验结果表明,西北盐渍土中的盐分会促进硫酸盐侵蚀的发生和发展。
与普通混凝土相比,盐渍土的质量损失更大,抗压强度降低更明显。
同时,硫酸盐的侵蚀作用会导致盐渍土中钠离子的释放和渗透性能的变化。
5. 改善措施为了提高西北盐渍土地区基础设施的抗硫酸盐侵蚀性能,可以采取以下措施:- 选用抗硫酸盐侵蚀性能较好的材料,如特种碱性胶凝材料等;- 加强基础设施的防水和防渗措施,减少水分和硫酸盐的侵入;- 对已建成的基础设施进行维护和修复。
6. 结论本研究通过对西北盐渍土地区混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究,发现盐渍土对混凝土的侵蚀作用较大,会导致混凝土的质量损失和强度降低。
为了提高基础设施的使用寿命,需要采取有效的措施来改善盐渍土地区的耐久性和抗硫酸盐侵蚀能力。
盐渍土地区混凝土耐久性评价参数的设计和选取

粉煤灰 / % 5 0
1. 3
试验方法 采用无水硫酸钠配制硫酸盐溶液作为干湿循环
中的浸泡液 B 和 C , 两种浸泡液中的硫酸钠侵蚀离
2- 2- 子浓 度 分 别 为: SO 4 = 5 000 mg / L ( B ) ,SO 4 =
50 000 mg / L ( C ) 。 为了试 验 结 果 对 比, 选用饮用水 作为第三种浸泡液( A ) 。 增加干 湿 循 环 作 为 混 凝 土 硫 酸 盐 加 速 损 伤 因 将混凝土养护 28 d 后, 先测试件浸水饱和后的 素, B、 C 三种溶液中进 基准频率和基准强度, 然后在 A 、 B、 C 浸泡液中各 行干湿循环耐久性试验 . 试件在 A 、 浸泡 3 组, 共 9 个试 件, 分 别 浸 泡 12 h , 然后在烘箱 中 65 ~ 76 ℃ 烘 干 12 h , 作 为 一 个 循 环。 测 定 在 经 20 , 40 , 60 , 80 , 100 次循环后的试件重量和动弹性 模 60 , 100 次 循 环 后 试 件 的 抗 折 强 度 和 量;测定经 20 , 抗压强度 。 2 2. 1 混凝土耐久性评价参数的优化设计 评价指标的选取 相对重量 Wr、 相 本文选 用 相 对 动 弹 性 模 量 E r 、 对抗折强度 K t 、 相 对 抗 压 强 度 Kc 作 为 混 凝 土 损 伤 过程的评价指标, 各指标计算公式如下: Er = Wr = Kt = 28 En × 100 % E0 Wn × 100 % W0 f tn × 100 % f t0 ( 1a ) ( 1b ) ( 1c )
[ 5]
混凝土配合比 Concrete mix design
矿粉 B / % 15 20 硅粉 / % 3 0 砂率 / % 38 38 0. 44 0. 44 水胶比
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》范文

《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》篇一一、引言随着社会经济的快速发展,基础设施建设日益增多,混凝土作为主要的建筑材料之一,其耐久性问题是影响工程质量和寿命的重要因素。
尤其是在盐渍土环境下,混凝土材料易受腐蚀,耐久性问题更加突出。
因此,研究盐渍土环境下混凝土的耐久性,对于保障工程安全和延长使用寿命具有重要意义。
二、盐渍土环境对混凝土的影响盐渍土环境中,混凝土所面临的耐久性问题主要源于土壤中的盐分。
盐分可以渗透到混凝土内部,与混凝土中的物质发生化学反应,导致混凝土的性能下降。
具体影响表现在以下几个方面:1. 钢筋锈蚀:混凝土中的钢筋在盐渍土环境下易发生锈蚀,锈蚀产物体积膨胀,导致混凝土开裂,进一步影响混凝土的耐久性。
2. 混凝土碳化:盐分与空气中的二氧化碳反应,加速混凝土的碳化过程,使混凝土碱度降低,导致混凝土结构的性能降低。
3. 盐结晶压力:盐分在混凝土内部结晶时,会产生产物体积变化,形成结晶压力,导致混凝土开裂。
三、混凝土耐久性研究现状针对盐渍土环境下混凝土的耐久性问题,国内外学者进行了大量研究。
目前,提高混凝土耐久性的方法主要包括优化混凝土配合比、使用添加剂、改善施工工艺等。
其中,优化配合比是提高混凝土耐久性的重要手段之一。
通过调整骨料、水泥、掺合料等材料的配比,可以改善混凝土的抗渗性、抗裂性等性能。
此外,使用添加剂如阻锈剂、引气剂等也可以提高混凝土的耐久性。
四、盐渍土环境下混凝土耐久性研究方法针对盐渍土环境下混凝土的耐久性研究,主要采用以下方法:1. 实验室模拟法:通过模拟盐渍土环境,对混凝土进行长期浸泡、干湿循环等试验,观察混凝土的耐久性变化。
2. 现场观测法:在盐渍土地区的实际工程中进行长期观测,记录混凝土的性能变化,分析其耐久性。
3. 理论分析法:通过建立数学模型、运用计算机模拟等方法,对混凝土在盐渍土环境下的耐久性进行理论分析。
五、研究展望未来,针对盐渍土环境下混凝土的耐久性研究,可以从以下几个方面进行深入探讨:1. 进一步研究盐渍土环境中混凝土耐久性的影响因素及作用机制,为提高混凝土耐久性提供理论依据。
盐湖地区高性能混凝土的耐久性、机理与使用寿命预测方法共3篇

盐湖地区高性能混凝土的耐久性、机理与使用寿命预测方法共3篇盐湖地区高性能混凝土的耐久性、机理与使用寿命预测方法1盐湖地区高性能混凝土的耐久性、机理与使用寿命预测方法简介随着经济和社会的不断发展,混凝土结构在各个领域中得到了广泛的应用。
然而,众所周知,混凝土结构具有一定的老化和劣化特性,这将有可能导致结构失效,从而对环境、经济和人员造成不同程度的危害。
为了解决这些问题,学者们不断地研究开发高性能混凝土,以提高混凝土结构的耐久性和使用寿命。
本文主要从盐湖地区高性能混凝土的耐久性、机理和使用寿命预测方法三个方面进行探讨。
1. 盐湖地区高性能混凝土的耐久性盐湖地区的气候条件恶劣,多年累月的阳光和盐雾侵蚀使得混凝土结构的耐久性受到极大的考验。
因此,如何提高混凝土结构的耐久性成为了亟待解决的问题。
目前,提高混凝土耐久性的方法主要有以下几点:(1)材料方面的改进:采用优质的混凝土原材料、添加适量的掺合料、采用新型的高性能水泥等;(2)混凝土配合比的优化:通过修改配合比,改变混凝土中的纤维形态和数量,提高水泥石浆相对纤维的含量等措施,可以提升混凝土的耐久性;(3)工艺技术方面的改进:如加强预处理、混凝土抹面等工艺,可以有效地提高混凝土的抗损性能。
2. 盐湖地区高性能混凝土的机理高性能混凝土的机理主要表现在以下三个方面:(1)密实性增强:高性能混凝土具有更佳的流动性和变形能力,可以在密实性和表面保护方面优于普通混凝土。
(2)强度提高:高性能混凝土强度高,抗压、抗拉、抗剪等性能均能得到提高。
(3)耐久性提高:高性能混凝土具有较高的抗渗、耐冻融、耐海水等性能,能够更好地承受盐湖地区的气候条件。
3. 盐湖地区高性能混凝土的使用寿命预测方法使用寿命预测是为了确保混凝土结构的安全可靠运行和延长其使用寿命而进行的一种预测性评估。
对于盐湖地区的高性能混凝土,使用寿命预测可以通过以下几个步骤实现:(1)收集实验数据:实验数据包括混凝土力学特性、抗渗性能、耐冻融性能、化学腐蚀性能等指标。
盐湖地区高性能混凝土的耐久性、机理与使用寿命预测方法

盐湖地区高性能混凝土的耐久性、机理与使用寿命预测方法一、本文概述本文旨在探讨盐湖地区高性能混凝土的耐久性、机理与使用寿命预测方法。
盐湖地区因其特殊的地理环境和气候条件,对建筑材料,特别是混凝土的性能提出了更高要求。
因此,研究盐湖地区高性能混凝土的耐久性机理及预测其使用寿命,对于确保该地区基础设施的长期安全和稳定性具有重要意义。
本文将首先概述盐湖地区的环境特点及其对混凝土性能的影响,包括高盐度、高湿度、温差大等因素。
接着,将详细介绍高性能混凝土的组成、性能特点及其在盐湖地区的应用优势。
在此基础上,本文将深入探讨高性能混凝土在盐湖地区的耐久性机理,包括其抗盐蚀、抗冻融、抗化学侵蚀等性能。
本文将研究并提出适用于盐湖地区高性能混凝土使用寿命的预测方法。
通过综合考虑环境因素、材料性能、结构设计等多方面因素,建立科学合理的使用寿命预测模型,为盐湖地区基础设施的维护和管理提供理论支持和实践指导。
本文的研究结果将为盐湖地区高性能混凝土的耐久性设计和使用寿命预测提供重要参考,有助于推动该地区基础设施建设的质量和效益提升。
二、盐湖地区高性能混凝土耐久性研究现状盐湖地区,因其独特的地理和环境条件,对高性能混凝土的耐久性提出了极高的要求。
近年来,随着工程建设的不断推进,盐湖地区高性能混凝土的耐久性已成为土木工程领域的研究热点。
目前,国内外学者在盐湖地区高性能混凝土耐久性方面进行了大量研究。
这些研究主要集中在以下几个方面:盐分侵蚀机理:在盐湖地区,混凝土常常受到高盐度环境的影响,盐分通过渗透、结晶等作用对混凝土造成破坏。
研究人员通过室内外试验,深入探讨了盐分对混凝土的侵蚀机理,为提升混凝土的耐久性提供了理论依据。
耐久性评估方法:为了准确评估盐湖地区高性能混凝土的耐久性,学者们提出了多种评估方法。
这些方法包括加速老化试验、电化学测试、微观结构分析等,能够全面反映混凝土在盐湖环境下的耐久性能。
耐久性提升措施:为了提升盐湖地区高性能混凝土的耐久性,研究人员提出了一系列措施。
【土木工程材料】西北地区盐渍土环境下的混凝土

混凝土耐久性研究——西北地区盐渍土环境下的混凝土摘要:在现代的工程建设中,包括房屋,道路,桥梁等建筑物的修建,都少不了一种材料,那就是混凝土,它凭借自身所具有的良好特性,成为了现代工程建筑最为重要的建筑材料之一,广泛运用于工程建设之中。
但是由于所处的环境差异,受到各种外界和自身因素的影响,不同地方使用的混凝土的耐久性都有所不同。
因此,对于混凝土耐久性的研究变得十分必要,对于现代工程建设的发展具有重要意义。
本文将以我国西北部内陆地区盐渍土环境下的混凝土结构为背景,主要论述在上述特定环境下影响混凝土耐久性的因素和作用机理,并且提出相应合理的技术措施,以保障复杂环境下的结构耐久性。
关键词:混凝土,耐久性,盐渍土等正文:混凝土,简称为“砼(tóng)”,是当代最主要的土木工程材料之一。
它是由胶凝材料,颗粒状集料(也称为骨料),水,以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制,经均匀搅拌,密实成型,养护施工中的混凝土硬化而成的一种人工石材。
混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而使其用量越来越大。
同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点。
这些特点使其使用范围十分广泛,不仅在各种土木工程中使用,就是造船业,机械工业,海洋的开发,地热工程等,混凝土也是重要的材料。
混凝土的耐久性是指它暴露在使用环境下抵抗各种物理和化学作用破坏,长期保持强度和外观完整性的能力。
它是一个综合性的概念,包括的内容很多,如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性、抗碱集料反应、抗氯离子渗透等方面,这些性能决定了混凝土的耐久性。
长期以来,人们认为混凝土材料是一种耐久性良好的材料,且与金属材料、木材比较,混凝土不生锈、不腐朽。
而随着近些年工程应用中出现的问题和形势发展,人们开始意识到混凝土材料的耐久性应受到高度重视。
一、影响因素及作用机理首先,针对我国西北地区的特殊环境来分析影响混凝土耐久性的因素。
我国西北部属于内陆地区,纬度较高,气候寒冷,气温变化明显,空气干燥,风沙大,这些气候因素对混凝土的影响很大。
浅谈盐渍土地区混凝土耐久性论文

土木工程材料论文报告姓名:学号:班级:指导教师:单位:时间:浅谈盐渍土地区混凝土耐久性摘要:以西北部盐渍土地区混凝土结构物为研究对象,分析了盐渍土地区混凝土耐久性影响因素,并重点分析了盐渍土中氯离子和硫酸根离子对钢筋混凝土的腐蚀机理,并由此提出了以氯离子和硫酸根离子为主的防护措施,从而达到保障混凝土结构耐久性的目的。
关键词:盐渍土地区钢筋混凝土腐蚀耐久性正文:一、背景:在我国西北地区,由于分布着大量以硫酸盐和氯盐为主的盐渍土,在恶劣的气候条件下,盐渍土的盐类腐蚀和盐结晶膨胀腐蚀非常严重。
并具有路用物理力学及化学性质的特殊性,高浓度晶间卤水或者盐渍土壤对混凝土的侵蚀作用异常剧烈。
除了环境水中硫酸盐和氯盐对水泥石的强烈化学作用之外,在结构的干湿变化部位,由于叠加了盐类结晶膨胀物理破坏的因素,大大加速了混凝土的破坏进程。
因此,盐渍土地区建设时需要对混凝土的防腐性给予高度重视,通过采取相应措施来提高混凝土的耐久性。
二、盐渍土地区混凝土耐久性影响因素与混凝土相接触的周围介质,如空气,水(海水,地下水)以及土壤中不同浓度的盐等都会影响混凝土耐久性。
盐,碱类侵蚀性物质时,当其进入混凝土内部,与之相关成分发生物理化学反应后,混凝土遭受腐蚀,逐渐发生绽裂剥落,进而会引起钢筋腐蚀导致结构失效。
盐渍土对混凝土结构物的腐蚀可分两个方面:对混凝土的腐蚀和对钢筋的腐蚀。
硫酸盐的主要腐蚀对象是混凝土,氯盐的主要腐蚀对象是钢筋。
接下来我们重点研究氯盐和硫酸盐对钢筋混凝土的腐蚀作用。
三、盐渍土对混凝土腐蚀破坏机理1、硫酸盐环境对钢筋混凝土的侵蚀机理当硫酸盐溶液中的阳离子为可溶性离子时,硫酸盐与反应生成钙矾石,钙矾石体积增大,导致膨胀应力的产生,使混凝土开裂破坏。
硫酸盐与氢氧化钙反应生成一种对混凝土有害的物质——石膏,石膏也可使混凝土产生微小的膨胀,而更多的是表现为使混凝土强度和黏结力降低。
在干湿循环交替地区,进入到混凝土内部的硫酸盐产生结晶,结晶物体积膨胀,导致混凝土裂缝的产生,这种结晶物的侵蚀作用,可以归为物理侵蚀。
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》范文

《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》篇一一、引言随着社会和经济的不断发展,基础建设的范围不断拓展,尤其在沿海、干旱、高盐碱地区等特殊环境下,建筑和交通设施面临着各种挑战,特别是混凝土耐久性的问题显得尤为重要。
盐渍土环境中,土壤含有较高浓度的盐分,会直接或间接地影响混凝土结构的耐久性。
因此,对盐渍土环境下混凝土耐久性的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、盐渍土环境对混凝土耐久性的影响1. 氯盐侵蚀盐渍土中的氯盐是一种常见的影响因素。
氯盐可以通过渗透进入混凝土内部,引起钢筋的锈蚀和混凝土的劣化。
随着氯离子浓度的增加,混凝土的电阻率会降低,钢筋的锈蚀速度加快,从而影响混凝土的耐久性。
2. 硫酸盐侵蚀除了氯盐外,盐渍土中的硫酸盐也会对混凝土造成侵蚀。
硫酸盐与混凝土中的水泥水化产物反应生成膨胀性物质,导致混凝土内部结构破坏,降低其耐久性。
3. 冻融循环作用在盐渍土环境中,由于盐分的结晶和融化过程,混凝土会经历冻融循环作用。
这种作用会使得混凝土内部产生微裂缝,进而降低其结构完整性和耐久性。
三、混凝土耐久性研究方法及进展1. 实验研究实验研究是混凝土耐久性研究的主要手段。
研究者们通过模拟盐渍土环境中的氯盐、硫酸盐等侵蚀因素,研究混凝土在不同条件下的耐久性能。
此外,利用先进的检测技术对混凝土内部的微观结构进行观察和分析,从而了解其性能退化的过程和机理。
2. 理论分析除了实验研究外,理论分析也是混凝土耐久性研究的重要手段。
通过建立数学模型和仿真分析,可以预测混凝土在盐渍土环境中的耐久性能,为工程实践提供理论依据。
四、提高混凝土耐久性的措施1. 优化混凝土配合比设计通过优化混凝土的配合比设计,可以提高其抗氯盐、抗硫酸盐等侵蚀的能力。
例如,增加水泥的掺量、使用优质骨料等措施可以提高混凝土的密实性和抗渗性。
2. 添加外加剂在混凝土中添加一些外加剂可以有效地提高其耐久性。
例如,添加引气剂可以改善混凝土的抗冻性能;添加阻锈剂可以防止钢筋的锈蚀等。
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盐渍地区混凝土耐久性研究概况综述陈庆敏武汉理工大学土建学院摘要本文介绍了盐渍土的结构特征及化学成分,也介绍了国内西部及沿海盐渍区,钢筋混凝土材料腐蚀机理的分析过程。
同时对盐渍地区混凝土腐蚀的几种类型和抗腐方法,方案进行了介绍和评述,也介绍了不同矿物质超细粉对硫酸盐腐蚀的抑制作用,并利用质量损失等指标对砂浆试件干湿循环试验进行分析,还介绍了盐渍地区混凝土腐蚀破坏的主要因素及国内已有盐渍地区混凝土抗腐蚀性的部分研究成果。
为我国西部和沿海建设奠定了技术基础。
关键词盐渍地区;混凝土;耐久性;国内混凝土抗腐蚀研究一概述建国以来,我国水利,电力,交通,港口,铁道,工业与民用建筑及市政等部门兴建了大量混凝土工程,这些工程在国民经济建设中发挥了巨大的作用。
现在我国又处在西部开发与建设之中,加之近几年大量的巨资工程在这些地区的投入使用。
随着运行时间的增加,混凝土工程的腐蚀破坏问题日益突出,这一问题不仅影响到正常的生产,甚至危及到工程的安全运行。
近几年来混凝土腐蚀破坏的调查总结报告表明:混凝土腐蚀破坏在我国盐渍土主要分布的地区,该地区为地势较低的平原或盆地,如新疆的南疆.北疆及土哈一带,青海中西部、甘肃、宁夏、内蒙及青藏高原的低洼地区,沿海地区及华北下原、大同盆地、松辽平原等。
这些大型混凝土的工程一般运行年限都非常的短,更甚上亿的工程运行一两年就停止运行。
如西宁曹家堡飞机场于1996年建并运行,经过4年的时间,机场跑道老化、腐蚀、干裂十分严重,已影响了飞机的正常起飞和降落。
跑道混凝土出现腐蚀、起砂,道面龟裂。
另外西宁东郊硝湾330千伏变电所位于青海平安县内,所址上部近20m地层中大多沉积有棕红,棕褐色粘性土,地层中含混较多的石硝碎块和小颗粒。
含有大量的易容盐。
该变电所于1996年建成投入使用,2002年6月扩建投入运营了2号主变。
占地88亩,投资一亿多元,在全部建成投入运行不到一年的时间里,变电所内几乎所有的已建建筑物基础,室内外地坪,道路灯产生了严重的变形,沉降,裂缝和扭曲,直接危机变电所的运行。
种种事例表明盐渍地区混凝土的腐蚀破坏及耐久性研究具有重要的意义。
因此。
如何建立适合我国盐渍地区混凝土破坏安全性的技术条件,尤其确保是国家重点工程项目的安全性,以及这些工程能安全,长期运行并创造巨大的经济效益和社会效益有着重要的意义。
二盐渍土的定义及结构特征关于盐渍土的定义,国内外尚无统一标准。
通常认为,土中含易溶盐超过0.3%,即谓盐渍土。
盐渍土的成因也较为复杂。
百科定义为:盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称。
盐土是指土壤中可溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的土类。
盐分含量指标因不同盐分组成而异。
碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠。
盐渍土主要分布在内陆干旱、半干旱地区,滨海地区也有分布。
全世界盐渍土面积计约897.0万平方公里,约占世界陆地总面积的6.5%,占干旱区总面积的39%。
中国盐渍土面积约有20多万平方公里,约占国土总面积的2.1%。
盐渍土在我国分布情况:A.近海地区的盐渍土大都以含氯盐为主(NaCl,CaCI2,MgCI2,等),而内陆地区,有的足以含氯盐为主(如青海地区),有的是以含硫酸盐为主(Na2S04等),而大多数情况下是氯盐、硫酸盐同时存在,只是不同地区两者比例不同。
B.西宁黄土状盐渍土属内陆盐渍土,形成来源于其母岩第三系强风化泥岩,经地下水、地表水溶滤后,随水流从山坡带到山脚,经蒸发作用盐分凝聚而成。
按含盐类的性质分类,盐渍土又可分为氯盐盐渍土、硫酸盐盐渍土、碳酸盐盐渍土。
西宁黄土状盐渍土属硫酸、亚硫酸盐盐渍土的居多,按含盐量多少分类,盐渍土亦可分为弱盐渍土、中等盐渍土、强盐渍土、超强盐渍土。
西宁黄土状盐渍土多属中等硫酸盐渍土,个别地段存在强硫酸盐渍土。
C.青海省境内盐渍土主要分布于柴达木盆地、茶卡地区。
由于地理环境和地下潜水的水位和水质不同形成的盐渍土的矿化度和化学成分有很大的差别。
强烈的蒸发使土壤产生盐化现象,且土层中可溶盐含量甚高,表土含盐量常大于下层盐渍土普遍含有的阳离子有Na+、Mg2+、Ca2+等;阴离子有Cl-、S042等,根据含盐量的多少可分为盐壳、盐七、盐渍土等,它们的含盐量依次递减。
盐渍土根据盐化的程度不同可划分为非盐渍化、轻盐渍化、中盐渍化、重盐渍化等4级土质,它们在0~0.3m表层土中全含盐量分别为:≤3%、0 3%~05%、0.5%~1.0%、1 .0%~2 .0%。
其0—0.3m表层土中氯根含量分别为:≤0.03%、0.03%~0.06%、0.06%~0.5%、0.5%-0.7%。
对建筑物的腐蚀情况分别为:非盐渍化土对建筑物基本无盐渍侵蚀;轻盐渍化土矿化度有所增高,地表有反盐现象,对建筑物有较轻微的腐蚀;中盐渍化土矿化度明显增高,地表反盐现象严重,对建筑物具有较强的腐蚀;重盐渍化土(超盐渍土)矿化度极高,土质多粘重,而且较紧密,地表盐结皮及盐壳较厚,对建筑物腐蚀严重。
除以上所述盐渍土对混凝土具中等腐蚀性,靠近盐湖地段多为盐沼地段,其叠含盐量是超盐渍土的数十倍,全含盐量在10%-30%之间,水质高度矿化。
土壤大多为粉砂及淤泥质的粉土。
地表盐壳盐结皮较厚,低洼处积水有盐卤水,对建筑物的腐蚀更为严重:典型的察尔汗盐湖地区盐渍土化学成分见表1:表一察尔盐湖地区盐渍土化学成分分析结果三混凝土材料破坏机理及影响其破坏的因素混凝土材料在硫酸盐环境中既受到物理腐蚀又受到化学腐蚀,但其腐蚀机理较为复杂,迄今尚未完全明确。
物理腐蚀主要是由无水硫酸钠(thenardite)向十水硫酸钠(mirabilite)转变引起,由于结晶压力造成混凝土材料的开裂和剥落,被称为“一种特殊的腐蚀类型”。
化学腐蚀通常指水泥水化产物与硫酸根离子反应形成钙矾石和石膏的反应,伴随着较大的体积膨胀,使混凝土材料开裂和剥落,因此水化铝酸钙和Ca(OH)2的存在是造成化学腐蚀的首要因素。
1.盐渍土对混凝土结构的腐蚀机理盐渍土含盐量及含盐种类有很大差别,其腐蚀性也有差异。
氯盐主要腐蚀混凝土中的钢筋从而引起结构破坏;硫酸盐主要是通过物理,化学作用破坏水泥水化产物,使混凝土分化,脱落和丧失强度。
1.1硫酸盐的化学腐蚀机理实际上硫酸盐侵蚀是一个比较复杂的过程。
硫酸盐侵蚀引起的危害性包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解。
不同的Ca,Na,K.Mg和Fe的阳离子会产生不同的侵蚀机理和破坏原因#如硫酸钠和硫酸镁的侵蚀机理就截然不同。
1)硫酸钠侵蚀首先是Na2SO4和水泥水化产物Ca(OH)2的反应,生成的石膏(CaSO4·2H2O)再与单硫型硫铝酸钙和含铝的胶体反应生成次生的钙矾石#由于钙矾石具有膨胀性#所以钙矾石膨胀破坏的特点是混凝土试件表面出现少数较粗大的裂缝。
当侵蚀溶液中SO42-浓度大于)1000mg/L时,水泥石的毛细孔若为饱和石灰溶液所填充#不仅有钙矾石生成,而且在水泥石内部还会有二水石膏结晶析出。
从氢氧化钙转变为石膏#体积增大为原来的两倍#使混凝土因内应力过大而导致膨胀破坏。
石膏膨胀破坏的特点是试件没有粗大裂纹但遍体溃散。
Biczok认为:侵蚀溶液浓度改变,反应机理也发生变化。
以Na2SO4侵蚀为例,低SO42-浓度(<1000mg/LSO42-),反应产物主要是钙矾石;而在高浓度下(>8000mg/L SO42-),主要产物是石膏;在中等程度浓度下(1000mg/L-8000mg/L SO42-),钙矾石和石膏同时生成。
在MgSO4侵蚀情况下,在低SO42浓度(<4000mg/L SO42-),反应产物主要是钙矾石;在中等程度浓度下(4000mg/ L-7500mg/L SO42-),钙矾石和石膏同时生成;而在高浓度下(>7500mg/L SO42-),镁离子腐蚀占主导地位。
2)硫酸镁与水化水泥产物的反应方程式如下:Ca(OH)2+MgSO4+2H2O→CaSO4·2H2O+Mg(OH)2(1)硫酸镁侵蚀首先发生上式的反应,然而上式生成的Mg(OH)2与NaOH不同,它的溶解度很低(0.01g/L,而Ca(OH)2是1.37g /L),饱和溶液的PH值是10.54是(Ca(OH)2是12.4,NaOH是13.5),在此PH值下钙矾石和C-S-H均不稳定,低的PH值环境将产生以下结果;(1)次生钙矾石不能生成;(2)由于镁离子和钙离子具有相同的化合价和几乎相同的半径,所以两者能很好的结合,因此MgSO4很容易与C-S-H发生反应,生成石膏,氢氧化镁和硅胶(SH),这种胶体较C-S-H胶体的粘结性小;(3)为了增加自身的稳定C-S-H 胶体要不断地释放出石灰来增加PH值(即通常称为C-S-H胶体的去钙过程),但释放出来的石灰却并没有增加PH值,而是继续与MgSO4反应,生成更多的CaSO4·2H2O和Mg(OH)2;随着C-S-H胶体中石灰的析出和胶结性的降低,胶体中的石膏和Mg(OH)2将不断的增加;随着Mg(OH)2的增加将不断的发生硅胶与Mg(OH)2反应,生成没有胶结力的水化硅酸镁(M-S-H),可见硫酸镁侵蚀与C3A无关,传统通过降低C3A含量的抗硫酸盐水泥对改善硫酸镁型侵蚀的作用不大。
(3)低温潮湿或者有碳酸盐存在的条件下生成碳硫硅钙石,碳硫硅钙石也能引起膨胀,且在微观结构上与钙矾石很接近,所以通常会被误认为是钙矾石,最近已越来越多地引起重视,目前,关于碳硫硅钙石(CaSiO3·CaSO4·15H2O)的形成机理还没有达成一致共识,一般认为其可能有两种途径:一种认为其是由水泥石中的水化产物C-S-H凝胶与硫酸盐和碳酸盐在适当条件直接反应生成;另一种认为其是由硅钙钒石过渡逐渐转化而成。
1.2盐类的结晶腐蚀前面我们仅涉及混凝土的化学侵蚀,但盐同样也可以由物理原因所形成的晶体生长压力而对混凝土产生破坏。
当混凝土与含大量溶质的水相接触时,就会发生这类腐蚀。
与混凝土材料相接触的土基中的盐溶液或海水,在毛细管张力的作用下,可被混凝土毛细管提升,有LapLace公式可知,当毛细孔径为r时,则毛细孔张力为△P=2σ/r(2)在此压力作用下,理想多孔材料中毛细孔内的液体可被提升高度为:h=2σ/rgp(3)对实际材料,由于毛细孔孔径的差异及不连续性,毛细孔内液体提升高度有异。
按上述原理达到提升平衡的毛细孔中的盐溶液#当其中相对湿度变化时,水分子将发生蒸发脱附或吸附凝聚作用。
由Kelvin方程知:RTlnPr /P=2σM/rp(4)当空气相对湿度R.H.降低时,相对毛细孔中的水像空气中蒸发,同时毛细孔中的溶液将被浓缩,直至形成盐的结晶。
1.3普通混凝土在盐湖卤水和盐渍土复合盐条件下的腐蚀现状与腐蚀机理。