设计、施工、监测
刘彦文
我国西北地区土壤及地下水中含有浓度较高的Cl-、SO42-和Mg2+,侵蚀性离子会渗入到隧道中衬砌混凝土,严重威胁着混凝土结构的服役寿命。本文采用正交试验探究了水胶比、硅灰掺量、粉煤灰掺量对衬砌混凝土性能的影响。为了更好地模拟实际环境,分别配制了5种不同类型的含Cl-、SO42-和Mg2+复合盐溶液,并选取正交试验中的最优因素组合开展了56天侵蚀后其抗压强度以及表层氯离子浓度的变化规律的研究,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对侵蚀过程进行了微观分析。结果表明:水胶比、粉煤灰掺量、硅灰掺量为0.33、30%、8%时,衬砌混凝土力学性能及抗氯离子侵蚀性能最佳;当混凝土在Cl-和SO42- 共同作用下,水化产物钙矾石膨胀破坏其内部结构,导致抗压强度下降,Cl-侵入速率加快;而Cl-和Mg2+共同作用下,Mg2+的侵入会破坏混凝土内部的碱性环境,也会造成抗压强度的降低,但其生成物Mg(OH)2会阻碍Cl-侵入材料内部;当Cl-、SO42-和Mg2+共同作用下,Mg2+和SO42-可分别在不同程度上抑制Cl-的侵蚀速率,同时SO42-和Mg2+存在相互抑制的复合作用,使得有效降低混凝土的抗压强度损失。