黄河上游某水电站硫酸盐侵蚀破坏分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com1．2试验方法JOELJSM一6490LV型背散射电子扫描电镜观察侵蚀产物的分1．2．1水的分析布，并结合能谱(EDS)分析界面过渡区、侵蚀产物生成区及其依据Dlfr5152-2001{水工混凝土水质分析试验规程》，分周边的物质的元素组成。析现场所取渗漏水的硬度，pH值以及c矿，M和s0的浓度。1．2．4砂浆内部孔结构测定1．2．2侵蚀产物组成的测定用PorenmsterGT．60型自动压汞仪(美国Quantachrome公将剥落砂浆用研钵研磨，并用孔径为80m的方孔筛筛分，司)测定砂浆内

2、部孔结构。筛去细集料，取筛底细粉，选用ARLX’TRA型x-射线衍射仪2结果与讨论(美国热电公司)进行定性分析，采用CuK(x靶，管压45kV，电流35mA，扫描步长0．02~／步，扫描速率5~／min，扫描范围(2)为2．1渗漏水的成分5。~65o。局部低速扫描范围(2)为825。，扫描速率为1．2~／min。在室温下测定灌浆廊道排水管和引流管内收集的渗漏水的1．2．3侵蚀产物形貌及分布观察化学组成，结果见表1。根据GB50287-2008{水利水电工程地质用JSM．5900型扫描电镜(日本电子公司)观察侵蚀产物的勘察规范》，渗漏水中s∞离子含量为1213．

3、74~3217．55mg／L，形貌和尺寸，并结合能谱(EDS)分析侵蚀产物的元素组成。用大于500mg／L，属于硫酸盐型强腐蚀水，显弱碱性。表1渗漏水化学组成和侵蚀等级2．2砂浆中的矿物组成泥状砂浆粉末样，采用化学分析方法测定砂浆中SO含量，见图2(a)为灌浆廊道排水沟剥落砂浆块上层砂浆、底层砂浆图3。上层砂浆、底层砂浆和泥状砂浆中SO，含量逐渐增加，说和泥状砂浆的XRD图谱。上层砂浆未见腐蚀产物，而砂浆块底明硫酸盐侵蚀过程中so}-离子自下而上渗透迁移，砂浆中sO}层砂浆和泥状砂浆中都存在碳硫硅钙石、钙矾石和石膏等三种浓度同其与渗透水面的距离相关，距离越近浓

4、度越高。8腐蚀产物，但底层砂浆石膏衍射峰较弱。另外，三层砂浆中都含7有方解石和石英，方解石可能是碳化产生的，石英是砂浆中细6骨料引入的，泥状砂浆和底层砂浆中还含有石盐，可能是渗漏《5水渗透扩散进入砂浆的。图2(b)为灌浆廊道排水沟泥状砂浆在8~-25o范围内的XRD图。采用局部低速扫描，碳硫硅钙石、钙矾募．3石和石膏独立的衍射峰更明显，可见砂浆样品中三种侵蚀产物2同时存在。1700006000上层砂浆底层砂浆泥状砂浆图3距离渗透水面不同距离的砂浆内SOa含量50002．3砂浆微观结构趔4000警3000图4为剥落砂浆块底层砂浆原断裂面的SEM图。由图4可见，砂

5、浆断面结构疏松，大量针状晶体交叉排列，未发现明显2o0O的C．S．H凝胶体。对针状晶体进行EDS分析，结果见图5。可1000见，1针状晶体主要元素为ca、s、si、0和C，可能是碳硫硅钙010203040506070石(2CaSiOa"CaCO3"CaSO4·151-I20)，2针状晶体主要元素为ca、20，(。)S、si、A1、O和C，其中铝和硅的原子比为5．49：4．45，2针状晶体(a)剥落砂浆1200可能是钙矾石(3CaO·A1203·3CaSO4·32H20o1000800理警6004002008l01214161820222426图4剥落砂浆块底层

6、砂浆原断裂面的SEM图20，(。)(b)泥状砂浆图6是灌浆廊道剥落砂浆块底层砂浆的BSEM／EDS图。水图2灌浆廊道排水沟剥落砂浆粉末XRD图谱泥浆体与细集料界面过渡区生成大量侵蚀产物，沿细集料表面选取灌浆廊道排水沟剥落砂浆块上层砂浆及底层砂浆和产生明显开裂。水泥浆体出现大量孔洞，证明水泥浆体结构非常·42·学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com7OI一捌藕=翻}浆块上琢磁浆13结论60．Il●口捌鞠藩觏蔹嗽酲1块夔_IJ摊i羲麟窀莎浆lI·一5O(1)灌浆廊道排水沟内渗透水属硫酸盐型强腐蚀水，造成喜4o排水沟砂浆发生了严重的

7、硫酸盐侵蚀破坏表面开裂剥落，砂浆30结构疏松、无黏结力、无强度成泥状。硫酸盐侵蚀产物主要为_20。碳硫硅钙石、钙矾及少量石膏。’ll--IlO■l●·、{(2)硫酸盐侵蚀破坏程度与结构距离侵蚀源的距离有关，O距离越近越容易遭受侵蚀破坏。(3)硫酸盐侵蚀使砂浆结构变得疏松，侵蚀程度越严重，砂图9剥落砂浆不同层内孔分布浆结构越疏松，孔隙率越高，最可几孔径越大，孔隙越粗大。2．5讨论(4)界面过渡区富集较多腐蚀产物，产生微裂纹。硫酸盐侵混凝土微结构非常复杂，表现为多相、非均质和多孔，这种蚀过程中，由于硫酸根的迁移，腐蚀产物周边区域到生成区S元微结构会在服役期间随着环

8、境、气候和载荷作用发生变化。环境素平均