高性能混凝土 谈高性能混凝土的抗溶蚀性和耐酸性
时间：2019-04-05 03:13:29 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】与现在使用的普通混凝土相比，对高性能混凝土（HPC)的许多实际应用特别重要的性能看来不是高强度，而是大大提高的抗化学侵蚀的耐久性本文在考察溶蚀时，本文以目前所用混凝土对轻微溶蚀(LS)和耐酸性的抵抗性为对象，试验了骨料品种和硅粉的影响，并提出了改进方法。
【关键词】高性能；混凝土；抗溶蚀性；耐酸性
现在，强度等级B65及其以上的高强混凝土的生产已经有一些年。是大大低于0.40的混凝土。目前在髙强混凝土的生产中，实际上只利用了其高强度。但高强混凝土提供了 一种迄今为止尚未使用过的、甚至在研究试验中都尚未定量化的可能性。因为其不透水性,它的抗化学侵蚀性应比普通混凝土好得多，以致像处于对混凝土有侵蚀性的地下水环境中的基础的建造可以不附加保护（例如用玻纤增强塑料制作的损耗性模板〉，或者像管道的制造可以不加保护性衬里。
1．高性能混凝土的抗溶蚀性
在其它条件相词的情况下，溶烛作用随PH值的降低而增强。因为有机酸一般只微弱地离解，地下水常常呈酸性。侵蚀性很强但离解弱的有机酸的一个典型代表是醋酸。由于这种酸的侵蚀性而在这些试验中采用了它。这种弱离解酸的另一个优点也在于试验中可以相对准确地保持所要求的PH值，因为与强离解性酸（如盐酸）相比，其PH值在溶蚀时随酸的消耗的增加较缓和，且在试验期间溶烛速度保持在同一水平。
PH值在I 5以下的水的侵蚀性很强，不允许与混凝土直接作用，即使混凝土的水灰比小于0，45。为了判断水灰比在小于0，40时的降低和硅粉掺加是否有和有怎样的影响，试验在较低的PH值下进行。因此为了较快地得出试验结果，PH值采用3，5±0，5。对使用最大粒径为8mm、以硅质和碳质类型为主的骨料的混凝土，分别就惨和不掺硅粉两种情况进行了试验。
各拌合物浇注了4mmX 4mmX 16mm三联试模。用湿布覆盖24小时后，在暴露于酸环境之前,试件一直放于20摄氏度的水中养护至其56天龄期。从各拌合物试件中取3个或6个试件，称量后，以12个或15个棱柱体试件为一批，分二层放于50升的塑料容器中。试件放于2cm厚的三棱形塑料条板上。每个容器中加入23，75升PH值为3，5±0，5的稀醋酸，使其液面超过试件上表面3cm，然后盖上容器。
在1天、4天、7天、14天、21天、28天、35天、42天、49天、63天、70天后，从溶液中取出试件，称量并用水中称重法测定体积。同时测定溶液PH值，且若PH值增加到4.0，则向容器中加入80%的醋酸溶液，使其中溶液PH值重新下降到3，0 — 3，5之间。
当试件重量损失达到25% ，或者出现严重的裂纹破坏时，终止酸暴露试验，并用力刷洗试件，除去所有疏松部分。重新称量棱柱体重量后，测定其抗弯强度，并根据酸暴露前对比试件的抗弯强度计算得未受损坏的横截面积。由此算出试验过程中的溶解重量或截面的损坏程度，用初始重量的百分率表示。
混凝土强度的实际损失值，总是比根据重量损失或体积损失所估计的值大。因为酸不仅侵蚀混凝土表面，而且通过微孔渗入混凝土内部产生侵蚀，且使用硅质骨料时，酸只溶解部分水泥相。而使用碳质骨料时，部分骨料也被溶解。所以，仅依据重量损失来判断,似乎不充分也没有意义。在此只讨论根据剩余抗弯强度得出的溶蚀结果。由于不同混凝土的侵蚀速度不同，因而测试也在不同的时间进行。假设整个试验时间内的重量损失和时间呈线性关系，由此可计算出该暴露条件下每天的重量损失。
以耐弱酸的硅质骨料标准混凝土的溶蚀为100%。耐强酸的硅质骨料标准混凝土的溶蚀比其将近减小10%，不掺硅粉的91^的溶蚀约减小30% ，而掺硅粉的pH的溶蚀量甚至减小35% ，也即将近为水灰比从55%降低到45%时溶烛减少量的4倍。
根据有关标准，碳质骨料不能在强溶蚀条件下使用，水灰比0，45的碳质骨料混凝土的溶蚀量比水灰比0，55的硅质骨料混凝土高1/3。而掺硅粉的碳质骨料HPC抗弱溶蚀性能却能和普通混凝土一样好。这意味着：在只有碳质骨料和需要从几百里外运输非碳质骨料的地区，利用当地骨料也可以生产抗弱溶蚀性能强的混凝土，但这样的混凝土只能是渗硅粉的
2．高性能混凝土的耐酸性
在未采取保护措施的情况下，普通强度混凝土不允许在pH值小于1 5的潮湿环境中使用。为抵抗溶蚀，混凝土的最大水灰比为0，50，且标准渗水试验中，试样渗水深度不得超过3cm。
特征抗压强度超过约60MPa的高强混凝土的水灰比要低得多，使得水泥浆强度增加并同时致密化。掺硅粉可进一步降低渗透性，并减少大多数易溶于水的氢氧化钙含量。因而任何高强混凝土本质上都有较高的化学稳定性。
这种高性能混凝土促使重新考虑针对普通混凝土在侵蚀性环境中的耐久性提出的限制。迄今为止仅有几例有关的研究。
高性能混凝土侵蚀性研究的最终目标必须集中于用几条总结性规律预测其长期性能。必须考虑到溶解物质的迁移手段，进而是自保护层的形成及其稳定性。为了与实际问题保持联系，这些研究中不应采用夸大的pH值水平。
在同样的pH值下，强离解的无机酸引起的混凝土侵蚀要比弱离解的有机酸引起的大。酸的离解能力越弱，它将渗入混凝土内部越深处反应。换言之，pH值恒定的有机酸溶液(缓冲溶液）最适合于用于研究混凝土中侵蚀性介质的移动情况及其在固体内的溶解产物。采用醋酸、醋酸钠和盐酸配制成的pH值为4的缓冲液。用PZ45F水泥与石英质骨料拌制成的混凝土暴露于这样的溶液中。试样为从横截面为200×150mm2的混凝土梁上切得的20mm的混凝土薄片。暴露试验中，测得由缓冲液析出的氧化钙量是表面积和时间的函数，成双对数曲线后得到的斜率为0，5，从而证实了由扩钕控制的过程与时间的平方根关系。三周之内的暴露试验有可重复性并且结果容易解释。其后，酚酞试验表明，对比混凝土 B45在离表面约5mm内呈中性。这层混凝土明显劣化。高性能混凝土B100达到同样中性化深度所需的时间是其4倍，却无明显劣化。在受纯盐酸侵蚀时，一条三价铁氧化物的棕色带状区将混凝土中性化表面层和内部无变化的核心分开。
对于这两种混凝土，根据扩散定律得到的理论中性化深度要比所观测到的大。这意味着存在另外的溶蚀机理，不适用于简单的扩散模型。
参考文献
[1] 张志伟，建筑材料性能 [M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[2] 王力宏，建筑施工技术 [M].北京：中国建筑工业出版社，1995.
