酸性水腐蝕下混凝土性能的劣化與防腐技術(shù)研究.pdf

1、湖北省宜昌至巴東高速公路K64+400～K92+000路段山體破碎帶多發(fā)育硫鐵礦，硫鐵礦氧化后形成硫酸型酸性廢水，污染地表水、地下水使其顯酸性。酸性水能與混凝土中的氫氧化鈣，C-S-H等水泥水化產(chǎn)物發(fā)生“中和”反應(yīng)，造成溶出性侵蝕損害混凝土性能，同時(shí)破壞鋼筋的鈍化狀態(tài)，加速鋼筋腐蝕。鑒于此，本文開(kāi)展了酸性水環(huán)境作用下公路工程混凝土的耐久性和防腐蝕技術(shù)研究。
　　 本文主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 (1)研究了酸性水環(huán)境下混凝

2、土性能劣化室內(nèi)模擬加速試驗(yàn)方法。通過(guò)選擇不同pH值溶液及其與不同硫酸根離子濃度溶液耦合作為腐蝕介質(zhì)進(jìn)行加速試驗(yàn)，結(jié)果表明，酸性水腐蝕加速試驗(yàn)不宜選用酸性較強(qiáng)的溶液(pH<2)作為侵蝕介質(zhì)，并要根據(jù)實(shí)際的腐蝕環(huán)境選擇合適的硫酸根離子濃度，因?yàn)槿芤褐辛蛩岣x子濃度的不同對(duì)混凝土材料形成的腐蝕進(jìn)程有顯著差異。酸性水腐蝕下的混凝土性能劣化宜采用能夠反映材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化和整體性能變化的強(qiáng)度指標(biāo)來(lái)表征，不宜采用僅能表征材料外表受侵蝕情況變化的質(zhì)量損

3、失、外觀形貌指標(biāo)。
　　 (2)混凝土材料組成設(shè)計(jì)及其在酸性水腐蝕下長(zhǎng)期物理力學(xué)性能變化規(guī)律的試驗(yàn)研究。研究了水泥品種、骨料巖性與水膠比，礦物摻合料種類與摻量、外加劑組分等因素，對(duì)混凝土在酸性水作用下的長(zhǎng)期物理力學(xué)性能的的劣化規(guī)律。采用高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，摻入26～50％的Ⅰ級(jí)粉煤灰或50％以上的S95級(jí)礦渣粉，輔助添加適量的憎水劑，提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，均能不同程度改善混凝土的耐酸性水性能。在酸性水(pH≥2)情況下，集料的

4、巖性對(duì)混凝土的耐酸性能影響甚微。
　　 (3)酸性水環(huán)境腐蝕下混凝土性能劣化機(jī)理研究。通過(guò)X-射線衍射(XRD)、X-射線熒光分析(XRF)以及掃描電子顯微鏡(SEM)等現(xiàn)代微觀分析手段，同時(shí)應(yīng)用熱力學(xué)方法，探討了混凝土材料受酸性水腐蝕的機(jī)理，認(rèn)為降低水泥水化產(chǎn)物中C-S-H凝膠的C/S比、降低水泥中Al2O3含量且提高混凝土的抗?jié)B性能夠提高混凝土在酸性水環(huán)境下的耐久性能。
　　 (4)酸性水環(huán)境作用下混凝土防腐施工技術(shù)