摘要 為研究混凝土抗鹽凍性能，試驗了不同強度等級、應力水平、鹽溶液等因素對混凝土抗鹽凍性能的影響，結果表明：不同因素均對混凝土抗鹽凍性能產(chǎn)生了不同程度的影響，其中壓應力水平應該在25%～50%之間；混凝土強度對抗鹽凍性能的影響大小為C50gt;C40gt;C20；鹽溶液對其影響較大，隨著溶液濃度增加其抗鹽凍性能較差。

關鍵詞 混凝土；抗鹽凍性；研究

中圖分類號 TU528.01 文獻標志碼 A

0引言

自從水泥被廣泛應用后，建筑已逐步發(fā)展到現(xiàn)在的階段，由于其施工簡便，用料本地化，經(jīng)濟成本低，盡管混凝土結構有著明顯的優(yōu)勢，但其在推廣和使用中仍面臨諸多問題［1］。其中，耐用性問題最為突出，應當予以充分關注［2］。

在我國東北和華北等寒冷區(qū)域，由于凍結、融化等原因，導致了混凝土構件的損傷。溫度差異大時，混凝土構件的內(nèi)部水力損失是影響其耐用性的主要原因［3］。由于局部脫落，引起了混凝土的內(nèi)部濕度和不平衡，因此，在一定程度上會對混凝土的耐久性和壽命產(chǎn)生一定的不利影響，同時，因其腐蝕造成的成本也不可忽視［4］。

本文開展不同強度等級混凝土受氯鹽腐蝕和硫酸鹽腐蝕的不同壓應力狀態(tài)凍融試驗研究在兩種情況下進行［5］。分析其應力水平、強度等級、鹽溶液等對混凝土影響，并為此類工程提供了理論依據(jù)。

1試驗部分

1.1原材料

水泥：選用遼寧省綠源公司生產(chǎn)的普洱市高強水泥；砂礫：由沈陽出產(chǎn)的砂礫，顆粒大小在5～20mm之間；細集料粒：沈陽河沙，細粒含量2.5。

溶液：試驗均采用具有很高純度的氯化鈉和硫酸鈉配制溶液。

1.2試驗配合比設計

為了研究混凝土抗鹽凍性能對混凝土強度的變化規(guī)律，本試驗采用C20、C40、C503個等級混凝土，配合比設計如表1所示。

1.3試件制備

本文采用2種不同規(guī)格的混凝土，3種不同的混凝土，在澆注完畢后24h內(nèi)進行脫模；在常規(guī)環(huán)境中保存28d。

2試驗結果及分析

2.1應力等級對抗鹽能力的作用

探討了不同應力水平下的混凝土抗鹽凍能力，圖1、圖2為相同強度等級的混凝土在NaCl和Na2SO4腐蝕作用下的質(zhì)量損失和相對動彈模系數(shù)之間的比較關系。

由上述曲線可知，同一鹽類腐蝕情況下，相同強度等級的混凝土在25%的應力水平下，其品質(zhì)損耗最高，最高達13.21%，其次是相對動態(tài)彈性系數(shù)，其次是75%，兩者的質(zhì)量損失率分別在0.21%～2.75%、0.18%～6.46%。然而，在C50混凝土中，因其有一定的錯誤，如凍結、融化周期小、樣品資料不足等原因，使其表現(xiàn)出的規(guī)律稍有差異（圖3）。

結果表明：在同等的強度等級下，同一鹽腐蝕的試樣，在0%～50%的應力水平下，外加的應力水平愈大，則其表層的剝離狀況及內(nèi)部破壞愈明顯，亦就是混凝土耐鹽凍性愈好；而在50%～80%的強度區(qū)間，混凝土的破壞狀態(tài)會隨著應力級別的提高而惡化，從而降低其抗鹽漬性。

2.2水泥砂漿的抗鹽能力與水泥的抗凍性

研究強度等級對混凝土抗鹽凍性能的影響，在同一應力等級及不同鹽堿腐蝕下，觀察到了混凝土在各種強度條件下的相對動力彈性因子與質(zhì)量損耗之間的相關性（圖4、圖5）。

結果表明，在同一鹽類腐蝕環(huán)境下，同一應力等級下，材料的質(zhì)量損失速率整體表現(xiàn)為C20gt;C40gt;C50，相對動態(tài)彈性模量表現(xiàn)出的規(guī)律為：C50gt;C40gt;C20，NaCl腐蝕50%～75%的試樣沒有表現(xiàn)出同樣的變化，試驗數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，而且單獨選取一個凍融循環(huán)的階段并不能代表所有情況的發(fā)展趨勢，故所呈現(xiàn)的規(guī)律不能做到完全一致（圖6）。

結果表明：C50混凝土的水泥水灰含量偏低，水泥砂漿與集料間的結合強度、內(nèi)部組織更加致密，不易受鹽和凍融的影響，因而C50混凝土具有良好的耐鹽凍能力。

2.3鹽溶液對混凝土抗鹽凍性能的影響

從圖7、圖8可以看到，在NaCl水的腐蝕下，樣品的質(zhì)量損失速率和動態(tài)彈性系數(shù)都高于Na₂SO₄，其中，最大的差異為8.32%和92%，最低的差距為43%。結果表明，同應力水平相同強度等級的混凝土，其斷裂強度高于Na₂SO₄。

結果表明：氯化鈉溶液中的氯化物對鋼筋的腐蝕作用更加顯著，使其耐鹽腐蝕能力下降，而硫酸鹽含量則相對較小，因此，在實際施工中，必須重視氯化物的作用。

3結論

根據(jù)實驗結果得出了結論：

（1）不同強度等級和不同鹽溶液的混凝土，隨著凍融次數(shù)的增多，外層水泥砂漿層發(fā)生不同的剝離，其質(zhì)量損失速率逐步提高，而相應的動態(tài)彈性系數(shù)則呈下降趨勢。

（2）同一強度等級相同鹽的浸漬處理后，在各種應力等級下，隨著凍結時間的延長，其質(zhì)量損失速率呈遞增趨勢，而相應的動態(tài)彈性系數(shù)則呈遞減趨勢（圖9）。

（3）在壓力等級為0%～50%時，較大的壓力下，其質(zhì)量與相對動態(tài)彈性模量關系曲線

損耗較小，較高的動態(tài)彈性模量和較好的抗鹽能力；壓力等級為50%～80%時，受壓強度較高時，其強度較大，而且它的相對動力彈性系數(shù)很低，而且它的內(nèi)耗也很大。且耐鹽腐蝕能力較差。因此，可以認為在25%～50%壓力范圍內(nèi)施加預緊力。

（4）同應力水平相同鹽腐蝕情況下，不同強度等級的混凝土的質(zhì)量損失速率表現(xiàn)為C20gt;C40gt;C50，且其動態(tài)彈性系數(shù)表現(xiàn)為C50gt;C40gt;C20。

（5）在同樣的應力水平下，受鹽侵蝕的混凝土，其質(zhì)量損失速率和動態(tài)彈性系數(shù)都高于硫酸鈉，其質(zhì)量損失增長率為92%，最大值為13.81%。

參考文獻

［1］肖紅慶，湯蕊瞳.混凝土耐久性問題綜述［J］.工程建設與設計，2019（15）：222-224.

［2］牛荻濤，張桂濤，羅大明，等.極端凍融環(huán)境混凝土抗凍性能研究［J］.工業(yè)建筑，2019，49（6）：1-6.

［3］孫繼成.應力及干濕循環(huán)作用下氯離子在混凝土中的滲透性研究［D］.北京：中國建筑材料科學研究總院，2013.

［4］王顯利.氯離子侵蝕的鋼筋混凝土結構銹蝕損傷［D］.大連：大連理工大學，2008.

［5］李凱，郝首智，周洪森.鹽與凍融作用下預應力梁受剪性能研究［J］.居舍，2019（19）：174.