分析高強(qiáng)混凝土的抗腐蝕性

摘要：眾所周知，高強(qiáng)混凝土具有強(qiáng)度高，自重輕，抗?jié)B抗凍性能好等優(yōu)點，廣泛地用于高層和大跨度工程，還大量用于海洋和港口工程。但是高強(qiáng)混凝土的抗腐蝕性能到底怎么樣，針對特定的自然環(huán)境，配制了普通、高強(qiáng)和高性能混凝土，同時進(jìn)行了不同混凝土的鹵水腐蝕單因素試驗。結(jié)果表明，普通混凝土的耐久性很差，高強(qiáng)混凝土的抗腐蝕性不盡人意，高性能混凝土具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，鋼纖維和高強(qiáng)高彈模聚乙烯纖維增強(qiáng)高性能混凝土在雙因素作用下抗腐蝕性更好。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)混凝土；高強(qiáng)混凝土；高性能混凝土；抗腐蝕性；干濕循環(huán)

高強(qiáng)混凝土必須具有滿足高耐久性的要求。為了提高高強(qiáng)混凝土的抗碳化、抗?jié)B性、抗凍性、耐磨性和抗化學(xué)腐蝕性等，要求高強(qiáng)混凝土必須具有高耐久性。所以高強(qiáng)混凝土的抗腐蝕性能的研究非常有必要。

一、試件制作

按一定的配比，制作100mm ×100mm ×100mm 立方體試件若干。移入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)28天，然后再分別進(jìn)行力學(xué)性能測試和抗腐蝕試驗。

二、抗腐蝕性試驗

將標(biāo)養(yǎng)28d 的混凝土試件分別浸泡在鹽鹵水和水中，分別在不同時間測定一定量混凝土試件的抗壓強(qiáng)度。混凝土的抗腐蝕系數(shù)根據(jù)試件在鹽湖鹵水中浸泡一定時間后的抗壓強(qiáng)度與在水中相同齡期抗壓強(qiáng)度之比值求出。

由實驗可知：普通混凝土的抵抗鹽鹵水腐蝕性能力很差，隨著浸泡時間的延長，其抗壓強(qiáng)度逐漸降低，當(dāng)浸泡時間達(dá)到80天后，抗腐蝕系數(shù)只有0.35 。

三、原因分析

普通混凝土在鹽鹵水中抗腐蝕性差的主要原因是由其易受腐蝕的水化產(chǎn)物特征、疏松多孔的結(jié)構(gòu)特征和界面特征所決定[1] ，其水化產(chǎn)物中的氫氧鈣石和水化鋁酸鈣是混凝土內(nèi)易受腐蝕的水泥水化產(chǎn)物，混凝土的孔隙和界面是外界侵蝕性離子擴(kuò)散、滲透進(jìn)入內(nèi)部的通道和發(fā)生腐蝕反應(yīng)的場所[2] 。

鹽鹵水中的侵蝕性離子進(jìn)入混凝土的孔隙中發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹性破壞，其破壞機(jī)理如下：混凝土的水泥水化產(chǎn)物氫氧鈣石和水化鋁酸鈣發(fā)生了高濃度的南極石cacl2·6h2o 氫氧化鎂mg(oh) 2 氯氧化鎂mg2(oh)3cl·4h2o 氯鋁酸鈣c3a·cacl2·10h2o 石膏caso4·2h2o 復(fù)合型腐蝕，水化硅酸鈣csh 凝膠發(fā)生了鎂離子和堿金屬離子取代鈣離子的含水硅酸鈣鎂cmsh 凝膠堿硅ncsh 凝膠腐蝕。在腐蝕過程中，當(dāng)氫氧化鈣轉(zhuǎn)變?yōu)槭嘁约八X酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)樗蠕X酸鈣c3a·cacl2·10h2o 時，體積要發(fā)生顯著的變化。cmsh 凝膠的形成，使csh 凝膠喪失了膠凝能力， ncsh 凝膠的生成將導(dǎo)致混凝土的膨脹性破壞。水泥水化產(chǎn)物在鹽鹵水中腐蝕的結(jié)果，必然要造成普通混凝土強(qiáng)度的大幅度降低[3]。

在鹽鹵水的浸泡條件下，高強(qiáng)混凝土由于其密實度較高，在鹽鹵水中則表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性能，浸泡80天的抗腐蝕系數(shù)均在0.80～0.90 以上。高強(qiáng)混凝土與普通混凝土的最大差別在于孔結(jié)構(gòu)和界面特征不同，前者不僅孔結(jié)構(gòu)細(xì)化，而且其界面得到強(qiáng)化[5] ，因而侵蝕性離子進(jìn)入的幾率大大降低。與高強(qiáng)混凝土相比，高性能混凝土由于摻有大量不同粒級范圍的工業(yè)廢渣，一方面，這些工業(yè)廢渣微顆粒填充于混凝土的各級孔隙中，進(jìn)一步提高了混凝土的密實度，另一方面，工業(yè)廢渣的火山灰活性在水泥水化產(chǎn)物氫氧鈣石等的激發(fā)下，形成了大量的csh 凝膠，極大地減少了混凝土結(jié)構(gòu)中易受腐蝕的水化產(chǎn)物數(shù)量，從而使高性能混凝土的抗腐蝕性能進(jìn)一步提高，其80d 的抗腐蝕系數(shù)高達(dá)1.10 。在浸泡時間80d 范圍內(nèi)，兩種纖維增強(qiáng)高性能混凝土sfrhpc 和pfrhpc 的優(yōu)越性還沒有體現(xiàn)出來，這可能與鹽鹵水中的侵蝕性離子進(jìn)入混凝土內(nèi)部的數(shù)量較少，不足以在混凝土內(nèi)形成較大的結(jié)晶膨脹拉應(yīng)力有關(guān)，因為纖維在混凝土中主要起阻裂的作用，只有當(dāng)纖承受拉應(yīng)力時，才能發(fā)揮應(yīng)有的效應(yīng)[4].

四、結(jié)論

在單一因素或者雙因素作用下，普通混凝土在青海鹽湖鹵水中的抗腐蝕性很差，高強(qiáng)混凝土的抗腐蝕性能盡管有較大的提高，但是就其長期耐久性而言，高強(qiáng)混凝土的耐久性并不能盡如人意。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐紅發(fā). 抗鹽鹵腐蝕的水泥混凝土的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向. 硅鹽學(xué)報，1999

[2]劉惠蘭，黃艷，韓云屏. 環(huán)境水對砂漿、混凝土的侵蝕性研究. 混凝土與水泥制品，1997

[ 3 ]余紅發(fā)，孫偉，王甲春，等. 鹽湖地區(qū)混凝土的長期腐蝕產(chǎn)物與腐蝕機(jī)理. 硅酸鹽學(xué)報，2003

[4]孫偉，嚴(yán)云. 鋼纖維高強(qiáng)水泥基的界面效應(yīng)及其疲勞特性的研究. 硅酸鹽學(xué)報，1994