摘 要

在我国的内陆地区，诸如甘肃、青海等地区分布着广泛的盐渍土，这使得当地的混凝土建筑的使用寿命不能达到预期的设计。本研究针对硫酸盐盐渍土地区对混凝土建筑的侵蚀破坏，结合大矿物掺合料混凝土对混凝土试件抗硫酸盐侵蚀的影响，研究不同矿物掺和料的混凝土试件在不同腐蚀介质中的抗盐侵性能。

本研究采用立式半浸泡干湿循环及冻融循环试验，实现室内加速腐蚀模拟试验，对硫酸盐对大矿物掺和料混凝土的侵蚀破坏进行研究。在半浸泡干湿循环时，采用清水、10% Na ₂ SO ₄ 溶液、10% MgSO ₂ 溶液、10% Na ₂ SO₄ ＋10%MgCl ₂ 溶液作为腐蚀介质，对大矿物掺和料混凝土试件进行侵蚀。而在进行冻融实验时，主要采用清水、5% MgSO₄溶液、5% Na₂SO₄ 5%MgCl₂溶液作为腐蚀介质，共冻融循环300次。

实验结果表明，干湿循环时，掺入20%粉煤灰、35%矿粉的混凝土试件在前期的质量与强度都上升的比较快；冻融循环300次后，添加20%粉煤灰、35%矿粉能明显改善混凝土的抗冻性。

关键词：大矿物掺和料；混凝土；硫酸盐；耐久性；半浸泡

Abstract

In inland areas of China, such as Gansu, Qinghai and so on, there is a wide range of saline soil, which makes the local concrete construction life can not meet the expected design.This study focused on the corrosion of concrete structural damage of sulfate saline soil area, combined with the mineral admixture effect of sulfate corrosion resistance of concrete admixture concrete of different mineral admixture of concrete specimens of salt intrusion resistance in different corrosive medium.

In this study, vertical and semi-soaking wet and dry cycle and freeze-thaw cycle tests were carried out to realize the accelerated corrosion test in the chamber, and the erosion and damage of the concrete mixed with large minerals were studied.In the semi-soaking dry and wet cycle, the concrete samples of large mineral admixture concrete were eroded with water, 10% Na 2 SO 4 solution, 10% MgSO 2 solution and 10% Na 2 SO 4 10% MgCl 2 solution as corrosive medium.In the freezing and thawing experiments, water, 5% MgSO4 solution and 5% Na2SO4 5%MgCl2 solution were used as the corrosion medium, which were frozen and thawed for 300 times.

The experimental results show that the concrete samples with 20% fly ash and 35% slag are relatively fast in the early stage of quality and strength. After the freeze-thaw cycle 300 times, 20% fly ash , 35% mineral powder can significantly improve the frost resistance of concrete.

Keywords: Large mineral admixture;Concrete;Sulfate;Durability;Semi-soaked

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 - 1 -

1.1 研究背景： - 1 -

1.2 硫酸盐侵蚀研究现状及侵蚀机理： - 1 -

1.2.1硫酸盐侵蚀实例： - 1 -

1.2.2 国内外研究现状： - 2 -

1.2.3 硫酸盐侵蚀破坏机理： - 3 -

1.2.4冻融破坏机理 - 4 -

1.3 矿物掺和料对混凝土抗硫酸盐侵蚀的影响 - 5 -

1.4 本研究的目的和意义 - 5 -

第二章 试验方案 - 6 -

2.1 原材料 - 6 -

2.2混凝土配合比 - 8 -

2.3 实验设备： - 9 -

2.4.1 半浸泡干湿循环实验 - 10 -

2.4.2 快速冻融循环实验 - 11 -

第三章 结果与讨论 - 11 -

3.1 混凝土的各项性能 - 11 -

3.2 半浸泡干湿循环 - 13 -

3.3 冻融循环 - 18 -

3.3.1 清水对抗冻性的影响 - 18 -

3.3.2 5% MgSO4溶液 - 21 -

3.3.3 5% Na₂SO₄ 5%MgCl₂溶液 - 23 -

3.4 冻融后强度 - 25 -

第四章 结论与展望 - 25 -

参考文献 - 27 -

致谢 - 29 -

第一章 绪论

1.1 研究背景：

自混凝土问世以来，其就以优良的性能及其可观的经济性，在桥梁、房屋等建筑领域应用及其广泛，为我们的生活带来了无尽的便利。在全国的各个角落，我们都能毫无意外的见到混凝土建筑的身影。故混凝土建筑的正常使用寿命对我们而言就具有十分重要的意义。但在自然环境中，混凝土会受到各种盐类的侵蚀破坏，使其结构发生较大的改变，例如出现裂缝；造成混凝土的使用寿命急剧减少，不仅使得混凝土建筑的经济效益极大地降低，也对我们的生命安全等造成隐患。尤其是在盐渍土地区，对混凝土建筑的侵蚀更是明显。

盐渍土是指那些易溶盐含量较高（在0.3%至20%之间），对混凝土建筑危害极大的土。我国的盐渍土地区分布很是广泛，尤其在内陆地区特别常见，诸如甘肃等地区。在这些地区，主要是硫酸盐渍土。由于较高的硫酸盐含量，它们对混凝土建筑的侵蚀速度明显快于其他环境，大量实验证明半埋状态的混凝土的吸附区被破坏的尤为严重，这也是混凝土建筑使用寿命急剧减少的重要原因。因此，要使混凝土建筑保持其结构与强度，使其达到可观的使用寿命，其在半埋状态的耐久性是我们必须解决的难题。另外，被埋在土壤下的混凝土制品在土下受到冻融的破坏，也极易使混凝土的结构出现破坏，导致其强度损失，使混凝土建筑失去作用。目前，解决混凝土在盐渍土地区的耐久性的方法有许多，但其中最重要的一条就是掺加矿物掺和料。大矿物掺和料的掺入，能和混凝土发生反应，改善混凝土的孔结构，以此增强其耐久性。

1.2 硫酸盐侵蚀研究现状及侵蚀机理：

1.2.1硫酸盐侵蚀实例：

东德城Magdeburg泉水的硫酸盐较高，这使得Elbe河桥桩受到硫酸盐不停的侵蚀，这使得桥桩的破坏尤为明显，由于桥桩的体积膨胀，出现大量的开裂现象，导致桥梁强度不佳不能满足使用要求，必须拆除重建。美国加利福利亚洲南部的大片地区属于硫酸盐渍土，这对当地的房屋建筑造成极大的影响。导致该地区的大量居民楼在使用2到4年后就出现问题，例如房屋外墙出现表面粉化、砂浆脱落，大量裂缝等问题，让房屋无法满足使用要求，不仅对居民的生命安全造成威胁，也使经济损失严重。