干湿循环下透水型生态混凝土硫酸盐侵蚀试验研究
Research on Sulfate Erosion of Pervious Concrete under Dry-wet Circulation
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关键词：
透水型生态混凝土；硫酸盐侵蚀；质量变化率；抗压强度耐蚀系数；微观分析
Key words：
Pervious concrete; Sulfate attack; Mass-change rate; Compressive strength; Micro-analysis
刊期：
2020年2期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2020.02.019.05
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金项目（51608235、51778272）。
作者：
惠 洋1，刘荣桂1，徐荣进1，石 炜2，刘尚志3，郭彦领3
单位：
1.江苏大学，镇江 212013；2.淮安市水利勘测设计研究院有限公司，223005；3.中交四公局第三工程有限公司，北京 100176
摘要
摘 要：对透水型生态混凝土在不同浓度硫酸盐干湿循环条件下进行了侵蚀试验，测定了透水型生态混凝土的抗压强度耐蚀系数、相对动弹性模量和质量变化率。并辅以SEM电镜和EDS成分分析，探究了不同浓度硫酸盐侵蚀下试件微观损伤过程和侵蚀破坏规律。试验结果表明：在硫酸盐干湿环境下，透水型生态混凝土的抗压强度耐蚀系数、质量变化率均呈现出先上升再下降的变化趋势。浓度越高，侵蚀破坏的周期越短。通过微观分析发现，试件侵蚀产物多为硫酸钠结晶、钙矾石和石膏以及少量碳化碳硫硅钙石结晶。此外，实验室烘干会加速试件本身和侵蚀结晶碳化，生成碳硫硅钙石结晶。
Abstract: The effect of pervious concrete on sulfate attack under dry-wet cycles was studied with testing the compressive strength corrosion, resistance coefficient and mass-change rate of pervious concrete. Through SEM and EDS component analysis, the damage process and regular pattern under different concentrations of sulfate attack were explored. The test results show that under the dry-wet environment of sulfate, the compressive strength, corrosion resistance coefficient and mass change rate of pervious concrete show a trend of first increasing and then decreasing. The higher the concentration, the shorter the period of erosion damage. Through micro-analysis, it’s found that the erosion products of the specimens are mostly sodium sulfate crystal, ettringite and gypsum. At the same time, it’s found that laboratory drying can accelerate the carbonization of the test piece and the etched crystal. As the concentration of the sulfate solution increases, the amount of eroded crystallization increases significantly, causing expansion to cause cracking.
结论
（1）随着硫酸钠溶液侵蚀周期的增加，透水型生态混凝土的质量变化率呈现出先上升再下降趋势。同时，侵蚀溶液浓度越高，试件生成和吸附的侵蚀结晶也越多，侵蚀结晶对试件破坏越大。5%浓度硫酸钠溶液侵蚀环境下结晶扩散质量增长速率与侵蚀破坏质量损失速率维持相对平衡的周期较明显。
（2）随着硫酸钠溶液侵蚀周期的增加，透水型生态混凝土的抗压强度耐蚀系数同样呈现出先上升再下降趋势。侵蚀溶液浓度越高，试件达到耐蚀系数的最大值所用的周期越短。三种不同侵蚀浓度下，其中试件抗压强度耐蚀系数的最大值相差并不是很大（约3%左右）。
（3）微观分析表明，在选取的高中低三种浓度侵蚀下试件侵蚀结晶的主体明显不同，不同浓度侵蚀结晶类型主要为：硫酸钠结晶、石膏结晶和钙矾石结晶。同时发现高温会使得试件加速碳化生成碳酸钙，也会使钙矾石晶体发生碳化，转换为碳硫硅钙石结晶。
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引用本文
惠洋,刘荣桂,徐荣进,等.干湿循环下透水型生态混凝土硫酸盐侵蚀试验研究[J].混凝土与水泥制品,2020(2):19-23.
HUI Y,LIU R G,XU R J,et al.Research on Sulfate Erosion of Pervious Concrete under Dry-wet Circulation[J].China Concrete and Cement Products,2020(2):19-23.
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