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混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法及评价指标研究(一

2020-08-09 22:20 作者:金沙电玩城 点击:

  混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法及评价指标研究(一)_化学_自然科学_专业资料。混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法及评价指标研究(一)

  混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法及评价指标研究(一) 摘要: 本文评述了抗硫酸盐侵蚀的中国国家标准方法、 外国国家标准方法以及国内一些科研 单位提出的抗硫酸盐侵蚀的试验方法, 分析了这些试验方法及评价指标的合理性及存在的不 足之处。 结合正在修订的国家标准 GBJ82—85 《普通混凝土长期性能与耐久性试验方法标准》 , 对两种新的混凝土抗硫酸盐试验方法——“全浸泡法”和“干湿循环法”做简单的介绍。 关键词: 硫酸盐侵蚀;试验方法;评价指标 1 前言 研究混凝土抗硫酸盐侵蚀必须制定一套合理可行的试验方法, 在既定试验方法的基础上还必 须指定某些评价指标来衡量混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能。 但是, 我国至今还没有统一的用于 混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验方法及评价混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的指标。 因此, 对于混凝土 抗硫酸盐侵蚀试验方法及评价指标的研究意义重大。 2 中国国家标准侵蚀方法及评价指标 我国曾先后三次制定了用于水泥抗硫酸盐侵蚀的试验方法的国家标准:GB749—1965、GB/ T2420—1981 和 GB/T749——2001, 但是这些试验方法和评价指标都还存在着一些缺点或不 足。 我国早期的国家标准 GB749—19651ll 基本上是沿用前苏联 1954 年的 H114—54, 采用 1: 3.5 胶砂,试件为 10mm×l0mm×30mm 的长方形试体。为保证试验结果的一致性,试件为加压 成型,湿气中养护 1d,淡水中养护 14d,然后一部分试件仍然在淡水中养护,另一部分放 人含有硫酸盐的环境水或人工配制的硫酸盐溶液中, 养护至 6 个月。 水泥的抗蚀性以腐蚀系 数表示。 腐蚀系数是同一龄期的水泥胶砂试件在侵蚀溶液中的抗折强度与在淡水中的抗折强 度之比。评定准则为:6 个月时的腐蚀系数小于 0.80 时,则认为该种水泥在该环境水或该浓 度的硫酸盐溶液中抗蚀性能较差。 该方法的优点是有明确的评定标准, 但是该方法需要成型的试件数量多, 试验周期长。 同时, 该方法没有指明侵蚀溶液的浓度, 没有考虑在高-浓度和低-浓度时侵蚀机理的不同等问题。 在 GB749—65 的基础上又发展了 GB / T2420—19812] 的测试方法,采用 1 : 2.5 胶砂, 10mm×l0mm×60mm 棱柱形试体,压力成型,1d 养护箱养护,7d50‘E 水中养护,28d 常温侵 蚀,侵蚀溶液采用 S 瞵—浓度为 2%的硫酸钠溶液。还可根据需要,采用天然环境水,或变 更硫酸钠的浓度。以抗蚀系数表示抗蚀能力,抗蚀系数的定义同腐蚀系数。不论 GB / T749—65 还是 GB/T2420—81, 均采用小尺寸水泥胶砂试件, 都不能完全反映混凝土的抗硫 酸盐侵蚀能力。 我国最新颁布的水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法 GB/T749—20013]是以膨胀率作为评价水泥抵 抗硫酸盐侵蚀能力的指标,该方法类似于 ASTM 的试验方法。 3 外国国家标准侵蚀方法及评价指标 3.1 目前常用美国材料与测试协会的标准( ASTM )评价硫酸盐侵蚀,有两种测试方法: ASTMCA52—955]“ 暴 露 于 硫 酸 盐 中 波 特 兰 水 泥 砂 浆 的 潜 在 膨 胀 性 的 测 试 方 法 ” ; ASTMC1012—955]“暴露于硫酸盐溶液中的水硬性水泥砂浆的长度变化的标准测定方法”。 ASTMC452—1995 是以测定水泥的潜在膨胀性来评价水泥抗硫酸盐侵蚀性能的;水泥浆试件 尺寸为 25mm×25mm×285mm,至一定龄期用比长仪测定浸泡在 5%硫酸盐溶液中的试件长 度。 (L-L1)-(L0-L01)] 膨胀率=--×100% L0 式中 L——试件浸到龄期的长度,mm;L1——参数对比的试件一定龄期的长度,mm;L0—— 试件原始长度,mm.ASTMCA52,胶砂比采用 1:2.75,试体尺寸为 25mm×25mm×285mm, 初期养护后测定初始长度,并将所有试体浸入硫酸盐溶液中,在各龄期测定长度。在成型测 长砂浆棒的同时,还成型立方体试件,以检测强度变化。测试一种水泥所需的一套试件由 6 个砂浆棒和多达 21 个立方体组成。 这两种测试方法都考虑了 Na2S04 和 MgS04 两种侵蚀溶液的影响, 在 ASTMCA52 测试方法中, 硫酸盐是作为混合物加到砂浆中的, 棱柱体存放于水中, 这样不能正确评价混合水泥和粉煤 灰及矿渣与硅酸盐水泥混合物的抗硫酸盐侵蚀性能,而 ASTMC1012 是将试件浸在硫酸盐溶 液中,所以可以用来研究各种水泥的抗硫酸盐侵蚀性能。然而 ASTMCA52 和 ASTMC1012 共 同的不足之处是试件尺寸采用 25mm×25mm×285mm,由于试件体积小,成型时的微小变化 都可能对试验的结果产生显著的影响,从而使试验结果的离散性很大。 3.2 在英国、日本等国对抗蚀性本身不做任何规定,只规定抗硫酸盐水泥的品质指标,认为 达到该指标的水泥均具有一定的抗硫酸盐侵蚀性能。 3.3 在德国,采用了氧扩散法刮,试件的灰砂比为 1:3,规格为 10mm×40mm×l60mm.试件 成型 2d 后脱模,放人 20℃的 Ca(OH)2 饱和溶液中,在 14d 时再移人 4.4%的 Na2S04 溶 液中,分别在 5℃或 20℃的温度下养护。在各龄期连续测定试件的长度变化、共振频率和质 量变化,并计算试件的弹性模量。采用氧扩散法测定经 20℃硫酸盐溶液浸养试件的渗气性 并计算它们的有效扩散系数。 3.4 最后就是以前苏联、罗马尼亚等国为代表,采用水泥试件在侵蚀环境中一定龄期的强度 与淡水中相同龄期强度的比值来评价抗蚀性。 4 国内科研单位提出的抗硫酸盐侵蚀方法及评价指标 目前, 国内在研究混凝土受硫酸盐等盐类侵蚀时, 各科研单位有提出过相应的试验方法和评 价指标, 但是这些方法都不同程度地效仿了上述国家的三类标准测试方法, 因此也具有一定 的局限性。 4.1 华南理工大学与广东省水利厅的试验方法 7]采用砂浆试件, 将 40cm×40cm×l60cm 的棱柱 体试件在 50℃水中养护 7d 后进行侵蚀试验。于室温下浸泡 16h,一组浸泡在 20℃水中,另 两组分别浸泡在 0.3%的 Na2SO4 和 3%的 Na2SO4 溶液中,于 75℃烘 7h,冷却 1h,以此作 为一个循环,共进行 28 个循环,然后测试砂浆的抗折强度,并按下式计算其相对抗折强度 K:K=砂浆在硫酸钠溶液中循环后的抗折强度/砂浆在自来水中相同循环后的抗折强度最后 试验结果以 K 值的大小来相对的评价砂浆的抗侵蚀性能。

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