硫酸盐干湿环境下铁路混凝土宏微观性能及扩散模型研究

摘要

为系统性探究硫酸盐干湿循环条件下福建某铁路混凝土劣化规律及腐蚀机理，选择抗压抗蚀系数K_a、抗折抗蚀系数K_b、相对质量评价系数ω₁和相对动弹模量评价参数ω₂为耐久性评价指标，结合电子扫描显微镜（SEM）、X衍射分析（XRD）、热重分析（TG-DTG）以及核磁共振波谱法（NMR）对某铁路混凝土进行宏微观性能研究，最后基于Fick第二定律建立考虑侵蚀损伤的混凝土中硫酸根离子传输模型.结果表明：随干湿循环次数的增加，铁路混凝土的耐久性评价指标均呈现先增加后减小的趋势，混凝土中硫酸根离子浓度逐渐上升，钙矾石等腐蚀产物逐渐在混凝土缺陷处生成、堆积，表面及边角逐渐剥落直至大量骨料裸露；随混凝土强度等级的提升，铁路混凝土内部初始孔隙尺寸和连通性降低，与硫酸根离子反应生成的钙矾石等腐蚀产物含量变少，抗硫酸盐侵蚀性能相对更强；建立的考虑了水泥水化过程、硫酸根离子消耗和侵蚀损伤演化等因素影响的混凝土中硫酸根离子传输模型可以有效模拟硫酸盐干湿循环条件下铁路混凝土中硫酸根离子的含量.

关键词

铁路混凝土 / 硫酸盐侵蚀 / 干湿循环 / 宏微观性能 / 扩散模型