高强混凝土抗腐蚀性

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[摘要]众所周知，高强混凝土具有强度高，自重轻，抗渗抗冻性能好等优点，广泛地用于高层和大跨度工程，还大量用于海洋和港口工程。但是高强混凝土的抗腐蚀性能到底怎么样，针对特定的自然环境，配制了普通、高强和高性能混凝土，同时进行了不同混凝土的卤水腐蚀单因素试验。结果表明，普通混凝土的耐久性很差，高强混凝土的抗腐蚀性不尽人意，高性能混凝土具有优良的抗腐蚀性能，钢纤维和高强高弹模聚乙烯纤维增强高性能混凝土在双因素作用下抗腐蚀性更好。

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高强混凝土必须具有满足高耐久性的要求。为了提高高强混凝土的抗碳化、抗渗性、抗冻性、耐磨性和抗化学腐蚀性等，要求高强混凝土必须具有高耐久性。所以高强混凝土的抗腐蚀性能的研究非常有必要。

一、试件制作

按一定的配比，制作100mm×100mm×100mm立方体试件若干。移入标准养护室进行养护28天，然后再分别进行力学性能测试和抗腐蚀试验。

二、抗腐蚀性试验

将标养28d的混凝土试件分别浸泡在盐卤水和水中，分别在不同时间测定一定量混凝土试件的抗压强度。混凝土的抗腐蚀系数根据试件在盐湖卤水中浸泡一定时间后的抗压强度与在水中相同龄期抗压强度之比值求出。

由实验可知：普通混凝土的抵抗盐卤水腐蚀性能力很差，随着浸泡时间的延长，其抗压强度逐渐降低，当浸泡时间达到80天后，抗腐蚀系数只有0.35。

三、原因分析

普通混凝土在盐卤水中抗腐蚀性差的主要原因是由其易受腐蚀的水化产物特征、疏松多孔的结构特征和界面特征所决定[1]，其水化产物中的氢氧钙石和水化铝酸钙是混凝土内易受腐蚀的水泥水化产物，混凝土的孔隙和界面是外界侵蚀性离子扩散、渗透进入内部的通道和发生腐蚀反应的场所[2]。

盐卤水中的侵蚀性离子进入混凝土的孔隙中发生一系列的物理化学反应，导致混凝土结构发生膨胀性破坏，其破坏机理如下：混凝土的水泥水化产物氢氧钙石和水化铝酸钙发生了高浓度的南极石CaCl2·6H2O氢氧化镁Mg(OH)2氯氧化镁Mg2(OH)3Cl·4H2O氯铝酸钙C3A·CaCl2·10H2O石膏CaSO4·2H2O复合型腐蚀，水化硅酸钙CSH凝胶发生了镁离子和碱金属离子取代钙离子的含水硅酸钙镁CMSH凝胶碱硅NCSH凝胶腐蚀。在腐蚀过程中，当氢氧化钙转变为石膏以及水化铝酸钙转变为水化氯铝酸钙C3A·CaCl2·10H2O时，体积要发生显著的变化。CMSH凝胶的形成，使CSH凝胶丧失了胶凝能力，NCSH凝胶的生成将导致混凝土的膨胀性破坏。水泥水化产物在盐卤水中腐蚀的结果，必然要造成普通混凝土强度的大幅度降低[3]。

在盐卤水的浸泡条件下，高强混凝土由于其密实度较高，在盐卤水中则表现出良好的抗腐蚀性能，浸泡80天的抗腐蚀系数均在0.80～0.90以上。高强混凝土与普通混凝土的最大差别在于孔结构和界面特征不同，前者不仅孔结构细化，而且其界面得到强化[5]，因而侵蚀性离子进入的几率大大降低。与高强混凝土相比，高性能混凝土由于掺有大量不同粒级范围的工业废渣，一方面，这些工业废渣微颗粒填充于混凝土的各级孔隙中，进一步提高了混凝土的密实度，另一方面，工业废渣的火山灰活性在水泥水化产物氢氧钙石等的激发下，形成了大量的CSH凝胶，极大地减少了混凝土结构中易受腐蚀的水化产物数量，从而使高性能混凝土的抗腐蚀性能进一步提高，其80d的抗腐蚀系数高达1.10。在浸泡时间80d范围内，两种纤维增强高性能混凝土SFRHPC和PFRHPC的优越性还没有体现出来，这可能与盐卤水中的侵蚀性离子进入混凝土内部的数量较少，不足以在混凝土内形成较大的结晶膨胀拉应力有关，因为纤维在混凝土中主要起阻裂的作用，只有当纤承受拉应力时，才能发挥应有的效应[4]转

四、结论

在单一因素或者双因素作用下，普通混凝土在青海盐湖卤水中的抗腐蚀性很差，高强混凝土的抗腐蚀性能尽管有较大的提高，但是就其长期耐久性而言，高强混凝土的耐久性并不能尽如人意。

参考文献

[1]徐红发.抗盐卤腐蚀的水泥混凝土的研究现状与发展方向.硅盐学报，1999

[2]刘惠兰，黄艳，韩云屏.环境水对砂浆、混凝土的侵蚀性研究.混凝土与水泥制品，1997

[3]余红发，孙伟，王甲春，等.盐湖地区混凝土的长期腐蚀产物与腐蚀机理.硅酸盐学报，2003

[4]孙伟，严云.钢纤维高强水泥基的界面效应及其疲劳特性的研究.硅酸盐学报，1994