气-液相耦合腐蚀下桥梁混凝土性能劣化与机制研究.docx

气-液相耦合腐蚀下桥梁混凝土性能劣化与机制研究


13925字 38页 原创作品，已通过查重系统


摘要
随着工业化的发展，我国的酸雨现象日益严重，加之空气中的CO2浓度增加，使得混凝土结构受酸雨和碳化破坏日益严重，这对混凝土的耐久性造成严峻挑战。因此，混凝土在酸雨和碳化环境下的耐久性研究逐渐成为热点。
本文主要研究针对滨海化工园区工程——灌河大桥，其地处化工园区附近，使得当地NO2和CO2的浓度较高，产生酸雨和碳化耦合腐蚀的情形比其他地区的几率要更大。针对灌河大桥不同结构部位，分别制备了C35、C45和C50三种不同等级的混凝土和其对应的不含矿物掺合料的混凝土；另外，对C35混凝土表层强化处理。针对三种强度等级混凝土，开展酸雨-碳化耦合加速试验；对C50混凝土同时开展模拟实际环境的酸雨-碳化耦合腐蚀试验。通过研究酸雨和碳化共同作用下对混凝土性能的影响，并进而对混凝土的寿命进行预测。结果表明，在碳化酸雨耦合加速腐蚀循环下，混凝土的性能劣化主要表现为试块表面的溶蚀破坏和内部的中性化，H+与Ca(OH)2、C-S-H凝胶反应，生成可溶解性的钙盐，表面发生溶蚀破坏；CO2扩散到试件内部，降低混凝土碱度，使钢筋发生脱钝产生锈蚀，造成混凝土强度下降，结构发生破坏。
试验结果表明：
在碳化和酸雨耦合作用比单因素侵蚀制度对混凝土结构的破坏更大。
在加速试验下，掺加矿物掺合料和降低水胶比能够明显改善混凝土的耐久性。
在实际环境模拟下，混凝土前期没有发生明显的破坏，性能良好。而且表层强化材料浸入混凝土内部并发生反应填充混凝土的孔隙，使得结构致密度增加，从而有效的提升混凝土在酸雨和碳化共同作用下的耐腐蚀性能。


关键词：混凝土；酸雨；碳化；耐久性。