基于侵蝕損傷的混凝土硫酸根離子傳輸行為

關博文，劉佳楠，吳佳育，陳華鑫，胡 勇，張良奇

(1.長安大學材料科學與工程學院，西安 710061；2.江西秀川科技有限公司，南昌 330000；3.河南萬里路橋集團股份有限公司，許昌 461001)

0 引 言

近海腐蝕是沿海地區混凝土材料劣化的主要原因之一，在水泥基材料腐蝕破壞諸多類型中，盡管產生腐蝕的內因基本一致，但以外部腐蝕介質的硫酸鹽腐蝕最為嚴重[1-2]。除西部鹽湖分布廣泛外，東部沿海地區也富含大量硫酸根離子，使得周圍的混凝土結構物未達到使用年限就遭受嚴重腐蝕破壞，從而造成巨大的經濟損失[3]。硫酸鹽侵蝕是我國近海及鹽湖地區建筑結構工程耐久性大幅度降低的重要原因之一[4-5]。

水泥混凝土受到硫酸鹽離子長期侵蝕會造成膨脹及開裂，從而加速混凝土的劣化，浸泡作用可加速硫酸鹽對混凝土的侵蝕，尤其是在一些近海浪濺區和相對溫差較大的鹽漬區。硫酸鹽侵蝕破壞是十分復雜的物理化學過程，其實質是外界侵蝕介質中硫酸鹽進入混凝土的空隙內部，與混凝土內部孔隙率相關。研究表明[6-8]，硫酸鹽侵蝕主要會導致混凝土膨脹開裂，滲透性增加，使硫酸鹽及其它有害物質更易進入混凝土內部，進而導致混凝土強度與質量逐漸損失。混凝土在浸泡作用下宏觀性能的衰減體現在力學特性及耐久性的下降，微觀特征的損傷表現在內部孔隙率的衰變[9-10]。內部孔隙結構衰變也導致了硫酸根離子傳輸行為的變化。硫酸根離子在混凝土中的傳輸行為實際為受侵蝕損傷的影響[11]。……