硫酸铵腐蚀混凝土性能劣化时变规律及预测

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1、第jj巷弟7期长江科学院院报Vo1．33No．72016年7月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteJu1．2016doi：10．11988／ckyyb．20150354硫酸铵腐蚀混凝土性能劣化时变规律及预测邓通发h'，彭剑h-岫，欧阳斌，朱沛东h，林煌h(1．江西理工大学a．建筑与测绘工程学院；b．江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室，江西赣州341000；2．江西五方建筑设计有限公司，江西赣州341000)摘要：通过在5％浓度硫酸铵溶液中长期浸泡，对不同水

2、灰比、不同浆骨比、不同粉煤灰掺量的混凝土试件进行腐蚀试验研究，得到0～120d腐蚀龄期下试件抗压强度的劣化规律。采用灰色关联分析方法研究了不同因素对混凝土抗压强度影响的显著程度，通过构建GM(1，1)预测模型对受硫酸铵腐蚀的混凝土强度劣化规律及服役寿命进行预测。结果表明：水灰tLo．4、浆骨比O．28和粉煤灰掺量10％的受腐蚀混凝土抗腐蚀性能较强，随水灰比、浆骨比和粉煤灰掺量比例增大，抗压强度降幅明显。构建的GM(1，1)预测模型具有较高的精度，运用该模型在预测受腐蚀混凝土的寿命中，粉煤灰掺量10％、水灰比0．4及浆骨

3、比0．28的受腐蚀混凝土分别比其它影响因素相同下的受腐蚀混凝土增加247％，125％，74％。关键词：硫酸铵；混凝土；水灰比；浆骨比；粉煤灰掺量；GM(1，1)预测模型中图分类号：TV43文献标志码：A文章编号：1001-5485(2016107—0126-06究对象的文献较多，相对应的防腐蚀方法比较全面。混凝土在硫酸铵溶液侵蚀环境下的腐蚀劣化1研究背景规律及抗腐蚀措施的研究较少。从腐蚀机理来混凝土是当今社会最主要的建筑材料，在服役看，硫酸铵溶液中so4一与混凝土发生化学反应而结过程中容易遭受环境腐蚀介质的侵蚀。由于混

4、凝土晶膨胀，NH4也与混凝土发生化学反应而起到分解在服役期间受到各种腐蚀环境介质的侵蚀，内外部作用及溶出作用，两者都会对混凝土强度产生较显出现劣化，导致混凝土构筑物过早退出服役期。当著的影响。良l生的配合比与许多因素有关，包括粗前，国内外学者对混凝土受硫酸盐侵蚀进行了广泛骨料的物理性质、活性掺合料的物理化学性质等。研究。研究表明，影响混凝土硫酸盐腐蚀效果从不同因素对混凝土性质影响来看，有浆骨比的影的因素可分为外因和内因：外因指外界环境和一些响、水灰比的影响、施工质量的影响等。通过合理调物理因素的影响，如干湿循环、冻融循

5、环、温度变化整混凝土配合比、外加掺合料等方式提高混凝土抗等；内因指水泥组分、掺合料类型、混凝土配合比的硫酸铵腐蚀的性能，是本文研究的主要内容。影响，如水灰比、浆骨比、矿物掺合料等。通过内因本文研究在5％浓度硫酸铵溶液腐蚀条件下不同的内部优化，可以缓和混凝土劣化的速率，提高混凝水灰比、浆骨比和粉煤灰掺量的混凝土抗压强度时变规律。通过对内外因共同作用下混凝土的损伤劣化土的抗腐蚀性。规律研究，运用灰色理论中GM(1，1)预测模型对受硫酸铵腐蚀环境如赣南离子型稀土开采矿区，腐蚀混凝土寿命进行预测。试验结果对研究在原地采用硫酸铵

6、浸取液对矿石浸溶以获得稀土元素离子浸矿后稀土矿区残留的硫酸铵及相关侵蚀环境地区交换液，这种浸溶采矿工艺除了容易造成严重的水的混凝土寿命的应用具有一定的工程参考价值。土流失外，残留的硫酸铵溶液既会造成土壤酸化，也对矿区内的混凝土建筑造成腐蚀。此外在生产硫酸铵晶体的厂房、运输硫酸铵母液的泵送基础等混凝2试验概况土构筑物_3中，也出现类似的腐蚀劣化。然而，混2．1混凝土原材料与配合比凝土受硫酸盐腐蚀的研究中以硫酸钠、硫酸镁为研试验用的水泥采用江西万年青水泥股份有限公收稿日期：2015—04—26；修回日期：2015—05—1

7、9基金项目：江西省自然科学基金项目(2015BAB206054)；江西省交通厅科技(2014C0007)作者简介：邓通发(1980一)，男，江西赣州人，副教授，硕士，主要从事桥梁与隧道工程研究方面的工作，(电话)13970783208(电子信箱)dbdtf@163．corn。第7期邓通发等硫酸铵腐蚀混凝土性能劣化时变规律及预测127司生产的万年青牌42．5级普通硅酸盐水泥；细骨料0．9采用细度模数为3．3的赣州章江河沙；粗骨料采用黜垂2．5～9．5mm级配的石灰岩碎石，其中粒径为2．5—0．6。5mm的碎石占15％，粒

8、径为5～9．5mm的碎石占0．3：85％；减水剂采用SX—C18缓凝型聚羧酸高性能减020406O8010O12O腐蚀龄期／d腐蚀龄期／d水剂。硫酸铵由国药集团化学试剂有限公司生产，(a)水灰比Co)浆骨比1AR级分析纯。102．2试验方法日按照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—02011)规范进行混凝土配合比及混凝土成形