机场拦阻系统泡沫混凝土海水侵蚀性能劣化规律

摘要

为评价工程材料拦阻系统(EMAS)在海岛机场的适应性,研究了拦阻系统中泡沫混凝土在高温、高湿和高盐环境中的性能劣化规律;研制了可自动控温、鼓风与补水的全(半)浸泡一体试验装置,分别研究了泡沫混凝土浸泡在30℃清水、30℃与60℃模拟海水中吸水率、变形、压溃强度与半溃缩能等宏观性能的衰变规律;借助X射线断层扫描技术获取了泡沫混凝土的微结构信息,并利用X射线衍射分析技术表征了泡沫混凝土受溶液侵蚀后物相种类与含量的变化。研究结果表明:泡沫混凝土耐海水侵蚀性能较差,在30℃清水中浸泡90 d后,其压溃强度降低了11.5%,而浸泡在30℃与60℃模拟海水中,其压溃强度分别降低了19.9%与52.1%;全浸泡在30℃清水与30℃模拟海水中时,泡沫混凝土的吸水率性线增大,90 d时约为280%;模拟海水温度升高至60℃时,泡沫混凝土浸泡10 d后的吸水率快速增大并稳定在350%左右;泡沫混凝土内部孔隙率为70%,平均孔径为2.0 mm,二维贯穿深度约为8.4 mm,导致溶液极易侵入泡沫混凝土;泡沫混凝土中孔径较大,盐水很难在毛细作用下向上传输,表面未出现盐结晶现象,数次吸水膨胀与风吹干燥收缩循环致使泡沫混凝土表面粉化严重;溶液侵入泡沫混凝土内部,同时引起基体软化、钙溶蚀与离子侵蚀反应,加速了泡沫混凝土的骨架损伤,使其压溃强度降低;工程实践中应尽可能避免海水拍打、礁石撞击单元体,并对单元体及泡沫混凝土做防水处理,以确保EMAS长期稳定有效。