文档介绍：荷载作用下素混凝土抗硫酸盐化学
侵蚀性能研究

(建筑与土木工程学院,土木工程系,土木工程专业刘志鸣)
(学号:2000102038)

内容提要:本实验对混凝土试块在荷载与硫酸盐侵蚀双因素作用下的性能变化规律进行
了实验研究,试件的尺寸为 100x100x515(mm),以水灰比为的混凝土试块作为基准,
在此基础上制作掺入 10%、20%、30%粉煤灰(FA)以及 5%、10%、15%偏高岭土(MK)
的实验试块,用于研究 FA 与 MK 对混凝土应力腐蚀性能的影响问题;同时制作水灰比为
、的两批试块,用以研究水灰比在应力腐蚀中的影响。实验中对试件施加相当于其
28d 破坏强度 0%、40%、60%的应力、浸泡于 5%的硫酸盐溶液中,经过 90d 的侵蚀,结
果表明:在短的龄期内,一定范围的应力与硫酸盐的双因素作用表现为能够提高混凝土的抗
折强度;随着时间增长,应力与硫酸盐的作用则表现出对混凝土的侵蚀作用,混凝土的强度
开始下降。
关键词:混凝土,硫酸盐腐蚀,粉煤灰,偏高岭土
教师点评:刘志鸣同学结合国家自然科学基金项目,对素混凝土荷载作用下抗硫酸盐化
学侵蚀性能进行研究。毕业论文期间,该同学能认真阅读专业文献,善于思考,试验工作积
极、认真,能独立解决试验过程中出现的问题。试验数据合理,分析有一定的深度,试验结
果可靠。论文撰写层次清楚、表达正确、文笔流畅。达到优秀毕业论文水平。(点评老师:
邢锋,教授)

第一章绪论
水泥混凝土的耐久性问题
由于社会工业化的发展,使得周遭环境逐步恶化,给水泥混凝土结构造成了极大的威胁。
许多工程的钢筋混凝土结构往往会发生过早的破坏,不是由于强度而是由于耐久性不足。
1980 年 3 月 27 日,北海 Stavanger 近海钻井平台 AlexanderKjell 号突然破坏。乌克兰境内的
切尔诺贝利核电站,由于钢筋混凝土结构的泄漏,造成大面积的放射性污染,生态环境遭受
了严重的破坏。许多的港湾建筑,桥梁等,在建成后的不到 10 年的时间里,均有不同程度
的混凝土表面开裂,剥落以及钢筋锈蚀外露等问题。
[1] 指出,在工业发达的国家,建筑工业总投资的 40%以上,均用于现存
结构的修理和维护,60%以下用于新的设施。在美国,1980 年的报道,56 万座公路桥因为
使用除冰盐引起混凝土剥蚀和钢筋的锈蚀,其中有 9 万座需要大修或重建,仅 1978 年经济
损失已达到 63 亿美元。种种工程事故、高昂的维修费用以及环境的污染,不断的提醒人们
注意混凝土耐久性这一与力学性能一样不可忽视的问题。另一方面,延长一个制品的使用寿
命就是节约地球的天然资源。近年来,已发展了多种材料和方法来增强混凝土结构的耐久性,
但因所用中的材料价格较贵且工艺复杂,使其应用受到了限制。普通混凝土被选用于土建工
程,就在于工艺简单和价格低廉。
与其他金属、陶瓷、玻璃以及聚合物一样,混凝土同样会被周围环境的腐蚀介质所腐蚀。
混凝土材料在实际的工程中往往同时承受压力以及腐蚀介质的双重作用,因此,有必要研究
混凝土在荷载与腐蚀介质共同作用下的效应如何。虽然混凝土作为建筑材料已经被使用了近
一个半世纪,然而对于混凝土的应力腐蚀的研究,则只有短短的 10 年左右的时间,远远不
能满足工程应用的需要。[2] [3]
所以问题在于研究混凝土应力腐蚀的机理以及抑制条件,改善混凝土使其成为一种高度
耐久的、高性能的建筑材料,可供未来结构使用。因此发展新的掺合料、提高水泥以及混凝
土的性能和对混凝土微结构的研究等便成为改善和提高耐久性问题的研究方向。
国内外应力腐蚀研究成果
早期国外研究进展[10] [11]
对于混凝土应力腐蚀的研究,国外开始得比较早。1996 年,Sereda、Feldman 和 Swensen
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等人报道了相对湿度会引起水泥浆的弯曲强度的降低现象,特别是在 0— 20%的相对湿度范
围内。
1974 年,Wittmann 和 Zaitsev 报道了混凝土的疲劳问题,他们发现,当混凝土承受其临
界强度的 80%的疲劳应力时,混凝土在有限的持荷时间内发生破坏。
对水泥基材料的应力腐蚀的研究,虽然在 50 年代,前苏联就已经就应力状态对混凝土
抗蚀性的影响进行了研究,但比较系统性的研究是由 Schneider 及其合作者在 1984 年首先开
始的。他们先后对水胶比、水泥类型、荷载水平、介质浓度、试件的表面处理与涂层以及试
件的槽口深度等因素对水泥砂浆、普通混凝土的弯曲强度的影响进行过研究。
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