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混凝土碳化与硫酸盐腐蚀共同作用下混凝土耐久性试验研究

史长城

   混凝土耐久性研究是当今混凝土结构研究中的一个重要组成部分,而混凝土碳化与硫酸盐腐蚀均是混凝土耐久性研究的重要组成部分。碳化破坏混凝土的碱性环境,导致钢筋锈蚀,混凝土结构失效。硫酸盐腐蚀是一种化学腐蚀,它的主要产物为钙矾石、石膏以及近年来新发现一种腐蚀产物——碳硫硅钙石(TSA),前两种产物主要是导致混凝土开裂失效,后一种产物主要是破坏混凝土中的水化硅酸钙(C-S-H),使混凝土软化破坏。目前,对混凝土碳化的研究比较深刻全面,但是对混凝土部分碳化区的研究还不够深入。对混凝土硫酸盐腐蚀的研究也取得了不少成果,但是对硫酸根的扩散过程还缺乏的定量的分析,对各种产物的形成机理与条件的认识还不够明确。另外,以往的研究多是仅仅研究混凝土碳化或硫酸盐腐蚀,很少有人进行混凝土碳化与硫酸盐腐蚀共同作用下的研究,基于此本文主要做了以下几个方面的工作并取得系列成果: 1:对同一试件分别使用彩虹指示剂与酚酞试剂两种试剂测量碳化深度,对比研究了不同水灰比不同湿度以及不同碳化龄期两种试剂测量的混凝土碳化深度的变化规律,最后,通过热重分析试验对两种试剂的测试结果进行验证。彩虹指示剂的测试结果显示混凝土部分碳化区很短,热重分析的结果与彩虹指示剂的测试结果相吻合。酚酞试剂测试的碳化深度偏小,水灰比越小,偏差越大。 2:分别采用BP神经网络与RBF神经网络分内推与外推两种形式对彩虹指示剂的测试结果进行了分析与预测。发现BP网络的外推效果较好,而RBF网络的内推效果更优。3:分三种工况研究了四种浓度的腐蚀溶液(硫酸根浓度分别为:0,850mg/l,35000mg/l,73000mg/l)中混凝土碳化与硫酸盐腐蚀共同作用下混凝土的劣化机理,三种工况分别是硫酸盐单独腐蚀、先碳化再硫酸盐腐蚀以及碳化与硫酸盐腐蚀交替。测试的指标包括混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、质量变化以及不同腐蚀龄期混凝土中的硫酸根含量及相应的热重分析试验。经过一年的腐蚀发现,三种工况下的抗压、抗拉强度均远未达到破坏,也未出现明显的质量损失。硫酸根含量与热重分析的结果表明:硫酸盐单独腐蚀工况硫酸根的侵蚀深度较小,但硫酸根含量较大,除最大浓度溶液中试件首层的主要产物为石膏外,其余的主要腐蚀产物为钙矾石;先碳化再硫酸盐腐蚀工况硫酸根的腐蚀深度较大,但硫酸根含量较小,表层已碳化区的混凝土中硫酸根主要以游离态存在,到了腐蚀后期有碳硫硅钙石(TSA)生成,内部未碳化区的主要腐蚀产物为钙矾石;碳化与硫酸盐腐蚀交替工况,表层混凝土中的硫酸盐侵蚀产物有一个先形成后来又因碳化而分解的过程,其腐蚀过程较前两个工况更为复杂。……   
[关键词]:混凝土;混凝土碳化;硫酸盐腐蚀;共同作用;试验研究
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华北水利水电学院2007年