不同pH值下含铁矿物对硫酸侵蚀混凝土的影响研究*

张彩虹 毛敏 谢世华

(昆明理工大学建筑工程学院 昆明 650500)

0 引言

长期暴露的混凝土结构易受到酸雨的腐蚀，导致服役年限大大缩减。由酸雨引起的混凝土结构的耐久性引起了国内外学者的关注[1-5]。外部因素(物理)或硫酸环境下的化学反应会加速或抑制混凝土结构的腐蚀速度。谢顺[6]比较了稀硫酸pH值分别为1.0、2.5和4.0的水泥基材料退化规律，结果表明随着pH值的降低，腐蚀速度会加快； MARCHAND J等[7]的研究表明暴露在低pH值的硫酸溶液中，混凝土的微观结构发生更加明显的改变；王家滨等[8]通过测试不同深处孔溶液pH值发现一些离子会加速混凝土结构的腐蚀；金祖权等[9-10]通过系统和充分的研究发现相比单一的硫酸侵蚀，某些离子的存在会延缓腐蚀速度。以上研究发现不同的酸度以及离子类型会影响到侵蚀反应的机理和侵蚀速度。MU RU等[11]认为多种因素耦合下的混凝土损伤并不是各个单因素损伤的叠加，因此研究多因素耦合下的混凝土侵蚀可以更加客观与准确地评价混凝土的耐久性。

针对上述问题，本文对不同的pH值溶液与不同的洗刷方式耦合作用下的含铁矿物对混凝土的侵蚀方面进行了研究。试验采用0.5 mol的稀硫酸溶液作为腐蚀介质并从混凝土试件洗刷方式和浸泡液pH的因素，进行为期1 524 h的长期浸泡试验。试验获得了3种工况下的不同pH值之间硫酸侵蚀混凝土的耗酸量，根据同一时间点3种工况下的耗酸量作出了相似比，利用相似比画出的相似尺度系数图分析了不同pH值之间的硫酸溶液下混凝土的侵蚀速度的关系，并结合扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等现代测试技术，分析含铁矿物的稳定性，揭示硫酸对混凝土材料产生腐蚀的机理。……