冻害盐腐蚀耦合作用下宁夏灌区混凝土劣化机理研究

Under coupling effect of salt corrosin and freeze-thaw cycle,hydraulic structure in Ningxia irragation area undergoes premature deterioration, which causes economic loss and waste of water resource.Based on the practical engineering situation of Ninxia irragation area, relying mainly on Chloride erosion, Sulphate corrosion and freeze-thaw cycle,the project will test concrete deteriaration under coupling effect with single factor and multi factors.Firstly, the singe effect of chloride,sulfate salt,and freeze-thaw cycle,synergistic effect and law of deterioration of concrete under coupling effect are manifested.Secondly, concrete damage law, Chloride diffusion law and Sulphate diffusion law under coupling effect of salt corrosin and freeze-thaw cycle are studied quantitatively, and the effect of concrete microstructure on concrete deterioration law is also anylized.At last,the project studies the concrete deteriaration mechanism under coupling effct with multi factor.A concrete deterioration model,which will evaluate hydraulic project of Ningxia irregation area, is made based on damage mechanics and Fick's Second law.

宁夏灌区水工建筑物在盐腐蚀和冻融循环耦合作用下因耐久性不足而过早劣化，造成经济损失和水资源浪费。本项目基于宁夏灌区工程实际，研究混凝土在氯盐腐蚀、硫酸盐腐蚀和冻融循环耦合作用下劣化性能。首先明确氯盐、硫酸盐和冻融循环单独作用、耦合作用下混凝土的劣化正负叠加效应和劣化规律；其次定量研究盐腐蚀与冻融循环耦合作用下混凝土损伤规律和氯离子、硫酸盐扩散规律，并分析混凝土微观结构变化对混凝土劣化规律的影响；最后探究多因素耦合作用下混凝土的劣化机理，基于损伤力学和Fick第二定律建立混凝土劣化模型，对宁夏灌区水利工程进行评估。本项目的实施对于配制适于宁夏灌区工程环境的高性能混凝土具有重大意义，同时有利于提高宁夏灌区水利工程建设的经济效益和社会效益。

宁夏灌区水工建筑物在盐腐蚀和冻融循环耦合作用下因耐久性不足而过早劣化，造成经济损失和水资源浪费。本项目基于宁夏灌区工程实际，研究混凝土在氯盐腐蚀、硫酸盐腐蚀和冻融循环耦合作用下劣化性能。主要研究内容如下：.1、开展了硫酸盐与冻融耦合作用下混凝土的劣化性能研究，分析了Na2SO4浓度、粉煤灰掺量、硅灰掺量、含气量、水胶比对混凝土劣化的影响规律。（1）粉煤灰和硅灰使混凝土抗硫酸盐侵蚀能力有所提升，引气剂使抗硫酸盐侵蚀能力降低；水胶比为0.33的抗硫酸盐侵蚀性能好于水胶比为0.38的。（2）采用快冻法研究了混凝土试件在清水中和Na2SO4溶液中的劣化性能，不同浓度的硫酸钠对试件造成的损伤程度也各不相同；掺加粉煤灰、硅灰、引气剂对试件的抗盐冻性有所改善；水胶比为0.33的抗盐冻性能好于水胶比为0.38的混凝土。2、开展了氯盐与冻融耦合作用下混凝土的劣化性能研究，分析了氯化钠浓度、粉煤灰掺量、硅灰掺量和水胶比等对混凝土盐冻作用下电通量和扩散系数指标的劣化规律。（1）15%和25%掺量的粉煤灰能有效降低混凝土的电通量，但10%掺量的粉煤灰混凝土在清水和10%的盐溶液中的电通量提高。硅灰大大降低混凝土电通量值，使混凝土的抗氯离子渗透性由低水平过渡为非常低的水平。（2）水胶比为0.38的混凝土经过50次冻融循环后，10%的粉煤灰混凝土在清水和10%盐溶液中电通量值提高；但硅灰可以在一定程度上降低氯离子电通量。（3）粉煤灰能降低混凝土的氯离子扩散系数，硅灰的降低效果比较明显，但超过8%时硅灰对混凝土的氯离子扩散系数的影响越来越小。3、基于损伤力学和Fick第二定律建立了混凝土在硫酸盐溶液、氯盐溶液和冻融耦合作用下混凝土劣化模型，通过SEM等微观手段监测了混凝土劣化过程中微观结构的变化。.本项目的实施对于配制适于宁夏灌区工程环境的高性能混凝土具有重大意义，同时有利于提高宁夏灌区水利工程建设的经济效益和社会效益。