除冰盐对混凝土化学侵蚀机理研究

　　在寒冷的北方地区，冬季为了防止混凝土路面积雪冰影响道路交通正常运行，避免交通事故，通常采用撒除冰盐（NaCl或CaCl2）的方法来降低水的冰点，从而自动融化冰雪。但是如果不采取有效的防治技术措施，除冰盐不仅会使混凝土产生严重的冻剥蚀破坏1123，而且在非冻融条件下，也同样观察到除冰盐引起混凝土破坏t14.一般认为，CaCk比NaCl具有强烈的化学侵蚀作用，除非混凝土中含有碱活性骨料，这些主要归因于CaCl2为酸性溶液2.然而，也有资料认为5，CaCl2引起混凝土破坏，很可能是由于形成某种有害的复盐所致。

　　1原材料及试验方法1.1原材料及配合比试验所用水泥为中国525（R）硅酸盐水泥，密度3.15g/cm3；细骨料为标准砂，密度2.骨料为粒径10~2mm的大理石，密度273g/cm3；粉煤灰为上海闵行磨细灰，比表面积5000cm2/g，密度试块，为了便于物相分析，还相应成型了一批净浆试件。所有试件均按常规方法成型，空气中静养一天试险采用了两种混凝土配比：普通混凝土配比和粉煤灰混凝土配比。详细配合比见表1.表1配合比编水泥粉煤灰细骨料粗骨料水抗压强度（MPa）号1.2化学侵蚀试验20%CaCh以及20%NaCl溶液中，并分别放置于10 4C两种温度环境中，容器封闭，便于浸泡期间，盐浓度尽可能保持不变。定期测定混凝土试件强度、膨胀和剥落量，并且通过XRD、DTA对浆体进行物相分析。

　　2试验结果与讨论2.1氯盐种类、浓度和环境温度对混凝土强度、膨胀和剥蚀的影响。

　　（1）强度：表2结果表明，CaCl2溶液不同程度后脱模进入水中养护至28天，M化学侵蚀试险土强度损失无论浸泡时间长短和环境温从试件表面的剥蚀程度反映出来（2）。在趾和g5H也i到证Ihtwed.http://www.cnki.net度高低，强度损失（以同龄期水中养护的混凝土强度为基准）均随CaCh浓度提高而大。

　　C下，CaCh浓度<12%时，普通混凝土和粉煤灰混凝土强度损失均较小15%）浓度达到20%CaCl2时，两种混凝土强度损失都非常明显，但粉煤灰混凝土强度损失明显小于普通混凝土，如浸泡28天、60天和90天后，普通混凝土强度损失分别为42%、54%和72%，粉煤灰混凝土强度损失分别为20%、30%和46%，这说明粉煤灰的加入可以改善混凝土的抗氯盐侵蚀性能。

　　12%时，普通混凝土强度损失同105C下差不多，但浓度为20%CaCk时，强度损失却明显低于105C下的损失。如浸混凝土收缩很可能是因水分减少的结果。从可看到，混凝土中的含水量随浸泡时间延长而减少，这可能是由于盐的吸湿性3或者盐的渗透压作用，使混凝土内部水分向外表面迁移所致。在强度试验中，可清楚地看到混凝土断面存在一灰白的内心，且盐浓度愈高，浸泡时间愈长，颜色愈白，这也间接地证实混凝土内部水分减少。

　　（3）剥蚀：氯盐溶液引起的混凝土破坏，也可以泡30天、95天和140天普通混凝土强度损失分别9%、16%和16%.这表明CaCh对混凝土的化学侵蚀并不随温度的升高而加剧，相反有一定的抑制作用。

　　NaCl溶液即使浓度高达20%，对混凝土的化学侵蚀也相当低。从表2可以看出，其强度下降很小，几乎与浸泡在水中一样。

　　（2）膨胀a和1b清楚表明，混凝土浸泡在CaCh溶液中，并不产生膨胀，反而出现收缩，且随盐浓度提高和浸泡时间延长收缩大。同强度一样，溶液浓度<12%CaCk时，引起混凝土收缩较小，达到20%时，收缩迅速大；粉煤灰混凝土的收缩比普通混凝土小。

　　5C下，<12%CaCl2和20%NaCl溶液都不引起混凝土剥蚀，只有20%CaCl2溶液引起混凝土表面严重剥蚀和开裂，且随浸泡时间的延长而迅速大。同样，粉煤灰混凝土的剥蚀大大小于普通混凝土的，在28±4°下，即使是20匚2也不引起混凝土表面剥蚀。这又一次证实氯化钙的化学侵蚀不随温度升高而加剧。

　　上述三个方面均一致表明，低浓度CaCl2和高浓度NaCl溶液引起混凝土的化学侵蚀均较轻，只有高浓度CaCl2溶液引起混凝土侵蚀破坏较严重，且在10±5C下的破坏显著高于28 4C下的；粉煤灰的掺入能明显提高混凝土抗氯盐化学侵蚀能力。

　　2.2氯盐化学侵蚀的机理探讨有关氯盐的化学侵蚀机理有几篇报告1‘，它们均作出各自的解释，但有一点是肯定的，就是它们促进混凝土中Ca（OH）溶出和CSH分解从、4表2浸泡于氯盐溶液中混凝土的强度和剥落量编号氯盐浓度（%）抗压强度（MPa）剥落量抗压强度（MPa）剥落量（Kg/m2）抗压强度剥落量30天95天注：盐液为20%NaCl溶液，其余均为CaCh溶液。

　　从XRD和DTA分析可看出，浸泡于水中的浆体仅有Ca 789A、峰和DTA中的热峰）ial浸泡于氯盐ul溶液中的浆体均有C3ACaCh（XRD中的8.0A峰；DTA中的150和318吸热峰）且含量与浸泡时间、温度和盐浓度的关系不大，但C3ACaCl210出0消失；复盐CaCkCa（OH）。出0仅在10士5°下，浸泡在20%CaCl2溶液的浆体中发现其XRD的特征峰为2.34A和3.15A，DTA的特征峰为580―585吸热峰，它随着浸泡时间的延长而加。浸泡于20%NaCl溶液的浆体中，没有发现复盐生成。

　　一般认为复盐是属于膨胀性产物，即其形成要产生膨胀。由于复盐主要集中在混凝土表层，因而表层混凝土要膨胀。从上面可知，混凝土内部要收缩，这种内缩外胀，很容易引起表面剥落。同时，由于复盐的生成消耗了大量的Ca（OH），破坏了CSH凝胶和Ca（OH）之间的平衡，从而导致CSH分解这也将促进表面溃散。

　　其实，复盐的形成是酸碱中和反应的结果。因而Ca（OH）2和CaCl2的浓度对其形成有很大影响，即溶液中它们的浓度降低对复盐的形成不利。显大掺量粉煤灰混凝土高效活化剂研究洪雷1史非2韩（1.大连理工大学土木系116023 2大连轻工业学院1160343.黑龙江省寒地建筑科学研究院哈尔滨150080）研制的DG系列高效活化低标准粉煤灰（1丨级灰）有良好的激活作用。分虽用100Kg150Kg，200Kg240Kg和290Kg普水425水泥结合DG系列活化剂配制出上有良好可泵性（坍落度均在20cm±2on）C7.C10C20 C25C35级混凝土（以28天强度计）56天强度均可提高一级标号。

　　粉煤灰系热电厂排放的烟气，经收尘器收集的固体颗粒。其主要成分为氧化硅和氧化铝（总量在80%以上）它们以玻璃体形式存在，其矿物结构为硅氧四面体、铝氧四面体和铝氧三面体，该结构的聚合度很大，键能很高，因而在通常状态下，粉煤灰所表现出的活性很低，无法满足工程需要。

　　根据上述分析，我们认为提高粉煤灰活性，进而达到生产大掺量粉煤灰混凝土的关键在于提高粉煤剧。粉煤灰的掺入，由于火山灰反应使浆体中Ca（OH）的浓度降低，自然复盐生成量将减少，从而使CaCl2造成的化学侵蚀减轻。氯盐为NaCl溶液时，由于溶液中CaCl2浓度很小，复盐很难形成，因而破坏也小。

　　从上述这些试验可推断出复盐CaCl2 H2O的形成，是氯盐造成混凝土严重化学侵蚀的主要原因，膨胀性C3ACaCl2.10H2O的形成和Ca（OH）2的溶出也会引起混凝土破坏，但其造成的破坏不严重或破坏速率慢；混凝土内部干缩对这些破坏有促进作用。

　　3结论31NaCl溶液和低浓度12%）CaCk溶液对混凝土的化学侵蚀均较小，而高浓度（20%）CaCl2溶液在温度较低（10C）时引起混凝土严重破坏，随着环境温度的提高破坏明显减弱。

　　3.2粉煤灰能明显提高混凝土抗氯盐化学侵蚀能力。

　　（20%）CaCh溶液引起混凝土侵蚀破坏的主要原因。