0引言

2014年我国由于腐蚀产生的损失至少为人民币21278亿元,占全年国民生产总值的3.34%。韩国交通部统计:每年因混凝土结构腐蚀而需要的维修费用约为755百万元。其中海洋是一个严酷而复杂的腐蚀环境,在海洋干湿交替区的混凝土中钢筋腐蚀率甚至达到500μm/年凹。

氯离子渗透使钢筋锈蚀是导致海洋环境混凝土结构损伤的重要因素的但海水中存在2000pm的硫酸根离子,在滨海盐渍土区域的硫酸根离子浓度则更高,较高浓度硫酸根离子也是导致当地混凝土结构快速破坏的主要原因η。硫酸盐对混凝土的损伤受到环境硫酸根离子浓度、环境温湿度以及阳离子类型的影响凹基于试验研究,Manusanthanam和PeterNGospodinov等建立了硫酸盐作用下的离子传输与混凝土损伤模型β。

金祖权等则系统分析了氯盐、温度对混凝土硫酸盐化学反应的影响,以及硫酸根离子-氯离子对混凝土损伤的交互作用1。大量的研究表明,粉煤灰和矿粉可有效提升海工混凝土的抗氯离子渗透能力,并逐步应用于海洋工程中。但矿物掺合料对海水中大量存在的硫酸根离子所造成的腐蚀影响如何,还有待进一步研究。与此同时,海洋的各个腐蚀区域的温湿度和离子浓度存在显著差别,这将影响到不同腐蚀区域的混凝土损伤程度。

因此,系统研究海洋不同腐蚀区域混凝土与硫酸根离子的反应情况将有助于优化混凝土配合比,并有针对性的提出海洋不同腐蚀区域的防护措施。

1试验

1.1原材料及配合比

山东山水集团青岛分公司提供的P·O52.5级水泥,其熟料化学组成如表1所示。青岛电厂鲁青Ⅰ级粉煤灰,烧失量为3.56%;青島家梁足球工贸有限公司新型建材厂生立的S95级矿粉,比表面积为3790mkg粗骨料为花岗岩5~20mm连续级配,压碎值为13.8%。大沽河中砂,细度模数2.7。江苏博特新材料有限公司的JM-PCA(Ⅰ型聚羧酸高效减水剂。混凝土胶凝材料总量为450kgm,粉煤灰、矿粉等量取代水泥,粉煤灰掺量为15%、30%、50%,矿粉掺量为15%、30%50%、65%混凝土用水量为155~160kgm2,混凝土配合比及新拌混凝土工作性如表1所示

1.2试验方法

成型100mm×100mmx100mm混凝土试件,混凝土带模养护24h后拆模,放入标准养护室中(温度20±3℃,相对湿度RH≥95%)养护至28d龄期。用环氧树脂将除两个对立面的其余四个面密封,环氧树脂完全干透后,将试块运至青島小麦島海洋暴露试验站并放置于暴露站的大气区、潮汐区和海沙区,如图1所示。混凝土腐蚀30、120、l80d,取回样品。混凝土烘干后分层研磨取粉,采用分光光度计测试混凝土不同深度的自由硫酸根离子和总硫酸根离子。