研究新疆冬季水泥混凝土道路的盐侵蚀机理(1)论文

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翻新时间：2013-12-18

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研究新疆冬季水泥混凝土道路的盐侵蚀机理(1)论文

论文摘要：冬季养护部门一般通过撒融雪剂或盐进行除冰。但是融雪剂或盐对水泥混凝土构件表面的腐蚀性很强，采取上述养护方式往往缩短了水泥混凝士构件的使用寿命。

通过研究，阐述了新疆冬季道路水泥混凝土构造物盐侵蚀机理。论文关键词：冬季道路水泥混凝土盐蚀 1 概述新疆地区冬季寒冷，冰雪天气多，昼夜温差大，室外气温正负交替情况时常出现。

另外该地区土地的严重盐渍化与除冰盐带来的各盐类化合物及其它腐蚀物质和冻融的共同作用，使水泥混凝土发生冻融破坏，并腐蚀水泥混凝土及锈蚀其内部的钢筋结构，破坏速度及程度远远超过普通水泥混凝土冻融破坏形式。再加上交通运输的作用，使得此类破坏情况非常普遍，但从外表看其损坏状态与普通冻融相类似。

调查发现，新疆地区冬季公路水泥混凝土构造物盐腐蚀现象十分普遍，轻者使各种构造物的功能受到影响，重者严重威胁到公路交通的安全。 2 病害机理分析通过对新疆多个地区的公路小型构造物破损状况的调研，发现除了除冰盐腐蚀与冻融的综合破坏以外，水泥混凝土配合比设计及早期养生不当也是混凝土构件破损的主要原因之一，如水灰比高、孔隙率较大；材料选用时未严格把关，砂石材料质量差，矿质混合料集料级配波动大；对外加剂、掺和料使用不当，导致耐久性降低等等。

小型构造物破损经常是上述因素综合交替作用的结果。新疆日温差较大，冬季道路上所存在的除冰盐会与冰或雪交融，形成冰点比普通水低的盐水，使其周围的冰雪融化，从而造成连锁的消融现象。

该过程不断进行，直到盐水浓度被稀释至过低的水平，不能继续融化冰雪为止。水泥混凝土在这样的环境下，极易受到盐溶液的侵入，所以说，氯离子被吸收是难以避免的。

2.1 外界氯离子对水泥混凝土的影响水泥混凝土材料的劣化主要是有害物质侵入水泥混凝土内部的结果。氯盐侵入水泥混凝土内部主要通过孔隙内已存在的盐溶液离子浓度差进行，该浓度差提供驱动力，使得氯盐由高浓度区向低浓度区进行迁移。

氯离子在水泥混凝土内部的传输过程中，部分氯离子会与水泥混凝土胶凝材料的水化产物相结合，推迟了氯离子的迁移进度，在一定程度上可以延缓其对水泥混凝土中配筋的破坏。但这种结合是非稳态的，在水泥混凝土周围环境温度上升时，被结合的氯离子仍有可能释放成自由氯离子。

所以仍能降低氯离子在水泥混凝土中的渗入程度。 2.2 水温因素的影响新疆冬季盐冻循环下水泥混凝土破坏过程及机理非常复杂，结合以往理论研究，可首先分析水泥混凝土产生的冻融破坏。

该破坏的发生应具备两个必要条件，一是水泥混凝土必须与水接触或具有一定含水量；二是构造物所处的自然环境必须存在反复交替的正负温度。水泥混凝土微孔隙中的水，在正负温度交替作用下，形成冰胀压力(水转变为冰的体积膨胀所造成的静水压力)和渗透压力联合作用的疲劳应力，在这种疲劳应力作用下的水泥混凝土产生了由表及里的剥蚀破坏。

理论上，水泥混凝土毛细孔中含水量超过91.7％时就会产生很大的压力。当消融过后，冻结再次发生时，会产生不断的膨胀变化，当水泥混凝土的膨胀压力超过其抗拉强度时，毛细孔胀破，产生微裂纹，水泥混凝土发生破坏，从表面剥落直至完全瓦解，这是冻融破坏的基本类型。

由前述分析可知，盐溶液浓度差的出现，会造成水泥混凝土内部不同层面在受冰冻影响时结冰膨胀程度的差异，从而在某层面出现应力集中的情况，造成水泥混凝土破坏。浓度差使得盐溶液在水泥混凝土中较水溶液更易发生连续迁移，这种迁移会造成水泥混凝土内部饱水程度的增加，同时势必会带来较大的渗透压力，加剧水泥混凝土的破坏。

研究表明，与水中冻融时的重量损失相比，氯化钠溶液中冻融时的重量损失会增加50％左右。盐溶液在过饱和时还会出现结晶膨胀现象，