干湿循环与风沙吹蚀作用下风积沙混凝土的抗硫酸盐耐久性

摘要

选取内蒙古自治区乌兰布和沙漠的风积沙作为细骨料,用掺量为40％的风积沙替代部分河砂,运用扫描电子显微镜和X射线衍射技术观测并分析风积沙混凝土的微观形貌和物相成分,采用核磁共振技术对风积沙混凝土孔隙结构特征进行测试分析,并对其耐久性进行寿命预测.研究表明:风积沙混凝土在耦合工况下的质量损失较单一干湿循环作用下的质量损失增加了2.21倍,耦合工况下的抗压耐蚀系数曲线始终在单一干湿循环作用下的抗压耐蚀系数曲线下方;D120的最大侵蚀深度为1.66 mm,D120S8的沟壑深度为3.51 mm;经过干湿循环120次后,单一干湿作用的水泥浆体出现长度为9μm的细长裂缝,耦合工况中出现长度为18～36μm的贯通裂缝,腐蚀结晶物多为硫酸盐和碳酸盐;两种工况下T2谱主要呈现两个峰,风积沙混凝土的孔隙在耦合作用下的增长速率大于在单一干湿循环作用下的增长速率;随着干湿循环次数的增加,小孔隙减少,大孔隙增多,其内部的小孔隙向大孔隙转化,孔隙度都与自由流体饱和度的变化规律成正比;通过寿命预测模型求得风积沙混凝土的服役时间为125 a,该研究可为风积沙混凝土在风蚀区硫酸盐环境下的工程建设提供理论依据.