[发明专利]一种评价混凝土抗酸耐久性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评价混凝土抗酸耐久性的方法，属于工程材料技术领域。

背景技术

近年来由于我国经济的飞速发展，化石燃料的大量燃烧以及工业废气的大量排放使得我国的酸雨情况越来越严重，酸雨能对外露的混凝土结构造成直接破坏，此外，酸雨降落后形成的酸性水也会对地下构筑物造成破坏。同时，大量的工业酸性废水及以硫铁矿为主的矿山开采过程中形成硫酸型酸性废水的排放，会污染地表水、地下水使其呈酸性，破坏污水处理池、地下管道、隧道以及桥梁桩基等地下混凝土结构。因此酸性环境下混凝土结构的耐久性问题不容忽视。

酸雨或者酸性废水的破坏机理都是H⁺及SO₄^2-等离子渗入混凝土内部后，与混凝土硬化浆体反应，从而破坏混凝土的结构。在酸性环境下，干湿循环、冻融及疲劳荷载等其它破坏形式的耦合作用，都能加速混凝土结构性能的劣化。另外，一旦酸性物质破坏钢筋混凝土表面的钢筋保护层，就能在极短的时间内破坏钢筋表面钝化膜，钢筋锈蚀造成结构发生膨胀性开裂，钢筋混凝土结构产生永久性破解。

水泥主要水化产物为碱性的水化硅酸盐、水化铝酸盐以及大量的Ca(OH)₂，当酸性溶液与混凝土表面接触时，根据Fick定律，溶液中的H⁺在化学位梯度的作用下向混凝土内部扩散，扩散过程中H⁺优先与硬化浆体中的Ca(OH)₂发生中和反应，急剧降低硬化浆体的碱度，水化硅酸钙和水化铝酸钙失去稳定性而分解溶出导致混凝土结构进一步发生破坏。同时，酸雨中的SO₄^2-向混凝土内部扩散，并与游离的Ca²⁺反应生成生成石膏并结晶导致内部体积膨胀，产生很大的内应力，对混凝土造成膨胀破坏。

目前为止，并没有相关规定提出混凝土抗酸侵蚀的试验方法，也没有一个较系统的评价混凝土抗酸耐久性的指标体系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种评价混凝土抗酸耐久性的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种评价混凝土抗酸耐久性的方法，其步骤如下：

1)参照中华人民共和国普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081-2002，制备7组混凝土强度测试试件以及1组酸性化深度测试试件，每组均含3个试件；

2)将步骤1)所得混凝土强度测试试件以及酸性化深度测试试件在标准养护室养护26d，然后干燥养护2d，再置于分析纯浓硫酸和分析纯浓硝酸配制的混合酸液中浸泡，所述混合酸液pH值为2.0±0.05，每隔24h用分析纯浓硝酸调整混合酸液的pH值使其保持在2.0±0.05，每浸泡5d取出再干燥2d，并更换一次混合酸液，此为一个浸泡-干燥循环周期，每经历4个浸泡-干燥循环周期后，测定一组混凝土强度测试试件的抗压强度X(t)以及一组酸性化深度测试试件测试面的未腐蚀部分宽度b(t)，共计测试6次抗压强度X(t)和未腐蚀部分宽度b(t)数据；

3)根据步骤2)所得抗压强度X(t)计算混凝土耐酸腐蚀系数Q，Q＝X(t)/X(0)，其中X(0)为混凝土的初始抗压强度值，即标准养护26d再干燥养护2d后测得的混凝土强度测试试件的抗压强度值；

4)根据步骤2)所得未腐蚀部分宽度b(t)计算混凝土酸性化深度d，d＝(b(0)－b(t))/2，其中b(0)为酸性化深度测试试件测试面原有的宽度；

5)依据步骤3)所得混凝土耐酸腐蚀系数Q和步骤4)所得混凝土酸性化深度d数据情况将混凝土抗腐蚀等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，再根据混凝土抗腐蚀等级评价混凝土的抗酸腐蚀等级、抗酸性能及适用环境作用等级，各等级对应的性能为：抗腐蚀等级分类为Ⅰ级，则评价抗酸腐蚀等级为很高，抗酸性能为高抗腐蚀，适用环境作用等级为V-E；抗腐蚀等级分类为Ⅱ级，则评价抗酸腐蚀等级为高，抗酸性能为抗腐蚀，适用环境作用等级为V-D；抗腐蚀等级分类为Ⅲ级，则评价抗酸腐蚀等级为中，抗酸性能为耐腐蚀，适用环境作用等级为V-C；抗腐蚀等级分类为Ⅳ级，则评价抗酸腐蚀等级为低，抗酸性能为不耐腐蚀，不适合酸性环境，其中，V-C、V-D、V-E为参照中华人民共和国混凝土结构耐久性设计规范GB/T 50476-2008分别将中度、严重、非常严重的酸性环境进行的分类；

所述Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级标准如下：