化学环境对灰岩力学性能影响的纳米压痕试验研究

为探求盐渍土等化学环境下混凝土力学性能变化规律及细观机制,以西北地区混凝土常用粗骨料灰岩为研究对象,开展灰岩浸泡在pH值为2,5,7,9,12的CaCl_(2)溶液和Na_(2)SO_(4)溶液中的化学腐蚀试验。利用纳米压痕力学试验和扫描电镜观测技术,开展化学溶液侵蚀下的灰岩细观力学试验研究。研究结果表明:经过化学腐蚀的灰岩试样,其弹性模量及硬度均有不同程度的降低,表现出一定的时效性。对灰岩试样的腐蚀性表现为CaCl_(2)溶液>Na_(2)SO_(4)溶液;同时,对灰岩试样的影响程度为酸性环境>碱性环境。溶液中pH值及离子浓度的变化与试样的损伤密切相关,表现为酸碱度越高及离子浓度越大,试样的力学参数降低越明显。灰岩对溶液的p H值最为敏感,对灰岩化学腐蚀起主要作用的是溶液中的H^(+)和OH^(-)。最后,引入以弹性模量定义的新损伤变量描述化学损伤后灰岩的力学性质劣化程度,并分析灰岩的损伤变量与其他力学参数之间的关系,研究发现损伤变量与硬度密切相关,硬度越小,力学参数降低程度越大。