隧道围岩中黄铁矿的氧化对隧道混凝土衬砌耐久性的影响研究

摘要

当隧道工程施工遇到含黄铁矿的地层时,黄铁矿氧化形成的酸性环境以及其引发的一系列化学反应会对隧道混凝土衬砌的耐久性带来不利的影响。利用黄铁矿氧化形成酸性环境水的一系列化学反应和机理,并对隧道混凝土衬砌在酸性环境水条件下的侵蚀过程进行了实验室浸泡试验和理论分析,运用化学热力学对酸性环境下混凝土中不同硅酸盐矿物和铝酸盐矿物侵蚀反应的吉布斯自由能的变化ΔGT0和反应的平衡常数lgKT。计算结果表明铝酸盐抗H+离子侵蚀的能力比硅酸盐差;在酸性水中,高钙硅比、高碱性的是水化矿物一般比低钙硅比、低碱性的水化矿物稳定性差。研究结果结合具体的隧道工点调查,可以为穿越含黄铁矿地层的隧道混凝土病害整治和预防提出了针对性很强的工程措施。