Mg2+–SO42––Cl–侵蚀衬砌喷射混凝土耐久性能退化机理（英文）

摘要

盐渍土广泛分布于我国西北地区,其中含有高浓度的Mg^2+,SO4^2–及Cl^–,导致隧道衬砌结构耐久性能劣化。采用干湿交替法,以10%Na2SO4和5%Na2SO4+5%Mg SO4+3.5%NaCl溶液为侵蚀介质,进行了喷射混凝土耐久性试验,以动弹性模量、质量及抗压强度为指标,分析了喷射混凝土耐久性退化规律。采用离子含量分析实验及X射线衍射、红外光谱、热分析、扫描电子显微镜等表征方法,研究了喷射混凝土耐久性退化机理及过程。结果表明:MgSO4–Na2SO4–NaCl侵蚀喷射混凝土耐久性能优于Na2SO4侵蚀。Mg SO4-Na2SO4-NaCl侵蚀喷射混凝土pH值及Ca^2+含量高于Na2SO4侵蚀,而SO4^2–含量低于硫酸盐侵蚀。Na2SO4侵蚀喷射混凝土耐久性退化过程分为钙矾石侵蚀、钙矾石/石膏共同侵蚀及石膏侵蚀3个阶段;MgSO4–Na2SO4–NaCl侵蚀喷射混凝土耐久性退化过程分为水镁石/石膏/钙矾石侵蚀、水化硅酸钙分解及碳硫硅钙石形成、水化硅酸镁形成3个阶段。结晶盐形成并填充在喷射混凝土孔隙及微裂缝中,加速混凝土耐久性能退化。