不同温度条件下混凝土中硫酸根离子扩散规律研究

作者：聂思凡; 马艳霞^*; 郭佳庆; 柴明霞; 鲁生斌

来源：水利水电技术(中英文), 2022, 53(11): 186-196.

DOI：10.13928/j.cnki.wrahe.2022.11.018

• 混凝土
• 硫酸根离子
• 扩散规律
• 温度
• 微观结构
• 表观特征
• 数值模拟

为了探究盐渍土地区埋地混凝土构件内部的硫酸根离子扩散规律，利用可设置不同温度(-15℃、20℃、35℃)的标准恒温恒湿养护箱，进行了室内混凝土硫酸盐全侵蚀试验。结果表明：随着浸泡时间的增长，35℃、20℃下的硫酸根离子在混凝土中的侵蚀深度逐渐增加，并且同一侵蚀深度下的硫酸根离子含量也随之上升；-15℃下的硫酸根离子扩散速率较慢，混凝土试块受侵蚀部分在浸泡后期(480 d)只有3～5 mm,主要集中于表层部位。结合表观特征和SEM-EDS结果预测温度变化对于混凝土内部化学反应速率具有重要影响，并通过热重试验对主要侵蚀产物进行了定量分析，发现35℃与20℃下混凝土试块内部生成的钙矾石数量远多于低温条件，这些侵蚀产物吸水膨胀进而使混凝土中微裂缝增多，为后续硫酸根离子的迁移创造了有利条件。基于PETER建立的非稳态硫酸盐扩散模型，考虑温度场对其进行修正，对比数值结果与试验结果，表明不同温度下该模型的预测结果与试验数据吻合较好。通过研究混凝土构件中硫酸根离子的扩散规律，可以与盐渍土地区中混凝土结构耐久性相联系，为实际工程建设提供一定参考。

• 单位
  青海大学; 土木工程学院