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题名盐碱区桥梁墩柱混凝土表层离子扩散规律研究
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作者
徐天宇
周志军
李博
陈辉
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机构
温州理工学院建筑与能源工程学院
长安大学公路学院
温州市韧性城市生命线工程智慧防护应急技术重点实验室
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第1期181-194,共14页
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基金
浙江省教育厅科研项目(Y202352501)
温州理工学院校级科研项目(盐碱区桥梁墩柱混凝土耐久性损伤模型及寿命预测方法研究)
+1 种基金
陕西省交通运输厅科研项目(20-13K)
浙江省自然科学基金探索项目(LY21E080002)。
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文摘
为了研究盐碱区桥梁墩柱混凝土内离子的扩散规律,依据某工程盐碱区土体成分及桥梁墩柱混凝土腐蚀现状,开展桥梁墩柱混凝土在轴压荷载、冻融循环和盐侵蚀耦合作用下的室内快速腐蚀试验研究。测定了混凝土表层处分层Cl^(-)及SO_(4)^(2-)含量,并计算离子扩散系数,分析多因素耦合作用下离子在混凝土内部的宏观扩散规律,采用XRD衍射产物分析技术和SEM微观形貌观测技术,探讨多因素耦合作用下混凝土的微观性能演变规律,并验证离子宏观扩散规律的准确性。研究结果表明:随着耦合侵蚀时间的推移,Cl^(-)和SO_(4)^(2-)扩散系数呈幂函数型衰减;荷载的存在不会改变Cl^(-)和SO_(4)^(2-)的时变扩散规律,但具有荷载影响阈值,分别为0.3-fck和0.5 fck;SO_(4)^(2-)对冻融循环下Cl^(-)扩散的影响具有双重性,前期促进,后期抑制,荷载的存在会使“SO_(4)^(2-)促进Cl^(-)扩散”这一特性提早发挥;Cl^(-)的存在会抑制冻融循环下SO_(4)^(2-)的扩散。微观试验结果验证了离子扩散规律的准确性,多因素耦合作用下,硫酸盐的主要腐蚀产物为钙矾石,聚集于混凝土孔隙内,氯盐与水泥水化产物发生反应生成Friedel’s盐,呈针细状附着于混凝土孔隙口;钙矾石及Friedel’s盐在氯硫混合盐环境中会发生相互转换,结合溶度积理论,钙矾石比Friedel’s盐更加稳定。研究结果为进一步研究盐碱区桥梁墩柱腐蚀机理、防护技术和提高桥梁使用寿命提供参考。
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关键词
桥梁墩柱混凝土
轴压荷载
冻融循环
盐侵蚀
耦合试验
离子扩散
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Keywords
bridge pier-column concrete
axial compression load
freeze-thaw cycle
salt corrosion
coupling test
ion diffusion
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分类号
TQ178
[化学工程—硅酸盐工业]
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