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当混凝土结构暴露在富含硫酸盐的环境中,外部的硫酸根离子会进入混凝土内部,与水泥水化产物反应生成钙矾石和石膏等侵蚀产物导致混凝土开裂、剥落并伴随强度的降低,使得混凝土结构在未达到设计使用寿命年限时就出现破坏,造成极大的经济损失。我国沿海及西北内陆有大量的混凝土结构半浸泡含有硫酸根离子的环境下,可能引起水泥混凝土化学侵蚀和物理盐结晶双重破坏。目前粉煤灰、矿粉等矿物掺合料已经是现代混凝土不可或缺的组分,因此开展半浸泡硫酸盐环境下含矿物掺合料水泥基材料的侵蚀机理研究,将有助于混凝土抗硫酸盐侵蚀技术的研发和应用。本论文主要研究了半浸泡硫酸盐环境下不同湿度、不同粉煤灰掺量对砂浆劣化过程和侵蚀机理的影响,并分析了不同硫酸盐溶液下含不同矿物掺合料砂浆的劣化过程和机理,探明了半浸泡硫酸盐环境下湿度、矿物掺合料和硫酸盐溶液对侵蚀机理的影响,研究表明:(1)砂浆试件中粉煤灰掺量提高会增加10-100 nm范围的毛细孔占比,导致其毛细吸附传输特性明显加强。与未掺粉煤灰PO组相比,掺有15%、30%、45%粉煤灰砂浆试件10-100nm毛细孔分别增加11.2%、40.1%、73.2%,硫酸钠溶液的毛细吸附传输速率提升12.15%、26.78%、53.49%。(2)砂浆试件随粉煤灰掺量增加试件液面以上盐结晶区引起更高硫酸根离子浓度。与未掺粉煤灰PO组相比,侵蚀后掺有15%、30%、45%粉煤灰砂浆试件体积损失增加82.6%、129.4%、274.4%,砂浆试件质量损失增加了160%、533.3%、1133.3%。表明砂浆试件随粉煤灰掺量的增加可进一步细化孔隙,在低湿度环境下,更有利于硫酸盐溶液的毛细吸附传输速率增加,引起更严重的物理型盐结晶侵蚀破坏。(3)不同湿度环境下,外界环境湿度越低不同粉煤灰掺量砂浆毛细吸附传输速率越快。与RH=35%相比,RH=65%和RH=98%时FA15、FA30和FA45的毛细吸附传输速率分别降低了38.32%、46.96%和28.55%、41.73%和13.88%、27.24%。毛细吸附传输速率越快,砂浆的盐结晶破坏越明显。中低湿度环境下,因为盐结晶作用粉煤灰的掺入会加剧砂浆的硫酸盐侵蚀破坏,而RH=98%时粉煤灰的掺入能够一定程度提高试件的抗侵蚀性能。中低湿度条件下物理盐结晶和钙矾石、石膏等侵蚀产物双重作用下引起砂浆严重的剥落,而RH=98%砂浆表面基本无盐结晶侵蚀剥落,也未显见钙矾石或石膏等侵蚀产物。(4)半浸泡在硫酸钠溶液的砂浆在液面以上出现严重的盐结晶,同时伴有钙矾石和石膏的形成,导致结晶区严重的剥落,粉煤灰和矿渣的掺入不能提高其抗侵蚀性能,但10%硅灰的加入可以有效降低溶液毛细吸附作用减少试件侵蚀破坏。半浸泡在硫酸镁溶液的砂浆液面以上的表层基本未产生破坏,但液面以下的砂浆内部形成大量的石膏造成表面软化和强度降低。半浸泡在硫酸铵溶液的砂浆液面以上部分产生大量的钙矾石和石膏引起砂浆试件膨胀开裂,液面以下的砂浆主要产生大量石膏导致砂浆试件软化和强度降低。