干湿循环与盐湖卤水侵蚀共同作用下喷射混凝土的劣化及其机理

通过对比普通混凝土、普通喷射混凝土和钢纤维喷射混凝土在(干湿循环+盐湖卤水侵蚀)共同作用下的外观形貌、抗压强度、物相组成和微观结构,研究了喷射混凝土的劣化及其机理。结果表明:(干湿循环+盐湖卤水侵蚀)150次时,普通混凝土外观形貌破损严重,喷射混凝土外观形貌较完整;普通混凝土抗压强度<普通喷射混凝土<钢纤维喷射混凝土;钢纤维喷射混凝土表层微观结构较为致密且存在CH,侵蚀产物石膏在侵蚀后期发生了二次反应;其劣化侵蚀机理包括NaCl、MgCl_2、Na_2SO_4和MgSO_4的物理结晶侵蚀及碳酸盐、硫酸盐和镁盐的化学侵蚀,但未发现氯盐的化学侵蚀产物,而喷射混凝土中还发生碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀。

盐湖卤水侵蚀喷射混凝土宏观性能及微观结构

通过对普通混凝土、普通喷射混凝土和钢纤维喷射混凝土的质量损失率、相对抗压强度、相对动弹性模量、损伤层厚度、X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)结果进行分析,研究了(干湿循环+盐湖卤水侵蚀)共同作用下喷射混凝土的宏观性能和微观结构.结果表明:宏观性能方面,质量损失率、相对抗压强度和相对动弹性模量均呈现出先增长后下降的趋势,损伤层厚度为普通混凝土<普通喷射混凝土<钢纤维喷射混凝土;微观结构方面,喷射混凝土中发现的侵蚀产物硅灰石膏,其CO_3^(2-)来源于混凝土内部分含碳酸盐骨料或干燥过程中发生的碳化,由于侵蚀前普通混凝土和普通喷射混凝土存在很多毛细孔,导致其比受钢纤维约束而较为致密的钢纤维喷射混凝土更易遭受盐湖卤水的侵蚀.

盐湖卤水侵蚀混凝土孔结构分析

通过分析混凝土在(干湿循环+盐湖卤水侵蚀)共同作用下的孔结构特征变化,研究了侵蚀过程中混凝土孔结构的分布规律及其劣化发展过程。结果表明:侵蚀初期主要是混凝土中小孔隙和中孔隙数量增加、弦长扩展,含气量较低且主要由大孔隙和超大孔隙决定;侵蚀中后期孔结构分布发生较大变化,不同弦长孔隙数量均快速增加,孔隙连通及孔径增长使混凝土损伤劣化加快。

复合盐蚀环境下喷射混凝土离子分布规律及氯离子扩散系数

通过分析(干湿循环+复合盐侵蚀)共同作用下普通混凝土、普通喷射混凝土和钢纤维喷射混凝土孔隙液中pH值、Cl^-、SO_4^(2-)和Ca^(2+)分布情况,研究了喷射混凝土离子分布规律和氯离子扩散系数。结果表明:各混凝土pH值和Ca^(2+)浓度随深度分布规律相似,均为表层最低并随深度增加而升高,且在同一深度随龄期增加而降低;普通混凝土表层Cl-浓度最高且扩散深度最大,钢纤维喷射混凝土的表层Cl-浓度最低和扩散深度最小;SO_4^(2-)在各混凝土内部的分布大致分为富集区、过渡区和稳定区三段;表面自由Cl-含量Cs为普通混凝土>普通喷射混凝土>钢纤维喷射混凝土,且随侵蚀龄期的增长而逐渐上升;混凝土的Cl-扩散系数D随侵蚀龄期的增长而降低,符合幂函数变化规律。

硝酸侵蚀环境喷射混凝土抗冻性试验研究

为研究硝酸侵蚀环境下喷射混凝土的抗冻性,对喷射混凝土和钢纤维喷射混凝土进行硝酸溶液快速冻融试验,并与同配合比普通模筑混凝土对比,得出三者抗冻性的差异,通过分析混凝土含气量、混凝土孔隙平均弦长探究混凝土抗冻性差异的机理,结果表明:掺加钢纤维能有效改善喷射混凝土抗冻性能;喷射混凝土初始含气量高,孔径弦长小,这是造成其抗冻性优于普通模筑混凝土的原因。