《硫酸根離子在混凝土中遷移過程的影響機制研究》是依託中南大學，由馬昆林擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：硫酸根離子在混凝土中遷移過程的影響機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馬昆林
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
硫酸鹽侵蝕是造成混凝土劣化的重要原因，也是當今國內外混凝土耐久性研究的熱點問題，但由於混凝土硫酸鹽侵蝕問題的複雜性，還有很多問題需要進行深入探討。.本項目擬運用物理化學、混凝土材料科學與介質傳輸理論等相關知識，採用理論分析與試驗測試相結合的研究方法，通過研究典型硫酸鹽侵蝕環境下硫酸根離子在混凝土中的分布特徵，分析硫酸根離子在混凝土內部遷移過程中與混凝土組分發生的物理化學反應對離子遷移的影響及其相互作用，深入調查遷移過程中硫酸根在混凝土中的沉積量和沉積深度，探明促使硫酸根離子在混凝土中遷移的動力學參數及動力學原理，闡清硫酸根在混凝土中遷移的機制及影響因素，從而構建硫酸根在混凝土中遷移過程的預測模型。.本項目的研究將為進一步提高人們對混凝土硫酸鹽侵蝕相關問題的認識，完善混凝土耐久性評價與設計方法具有重要的意義。
結題摘要
硫酸鹽侵蝕是造成混凝土劣化的重要原因，也是當今國內外混凝土耐久性研究的熱點問題。本項目以受硫酸鹽侵蝕的成昆鐵路隧道襯砌混凝土以及廣州人防工以及捷運等實際項目為工程背景，採用理論分析與試驗測試相結合的研究方法，對硫酸根離子在混凝土中的傳輸過程及其影響機理進行了深入的探討，取得了以下主要研究成果。1、基於現場調研和室內研究，系統分析了隧道等地下工程條件下，硫酸根離子在隧道襯砌混凝土中的傳輸過程以及襯砌混凝土的劣化原因。揭示了隧道臨空面的負壓和地下水的滲透壓力作用是導致硫酸根離子在襯砌混凝土中傳輸的主要驅動力。地下水對襯砌混凝土臨空面的濾析作用，硫酸根離子在混凝土臨空面累計並產生的結晶侵蝕作用，硫酸根離子與水泥水化產物生成的石膏和碳硫矽鈣石的化學腐蝕作用是造成混凝土襯砌破壞的主要原因。 2、結合實驗室研究，探明了環境因素和混凝土自身因素對硫酸根離子傳輸的影響機制。環境相對濕度增加，硫酸鹽溶液在混凝土中的傳輸速率降低，環境溫度增加，硫酸鹽溶液在混凝土中的傳輸速率增大。較低的環境相對濕度和較高的溫度條件下（如 RH 30%,40℃條件下），硫酸根離子在混凝土中遷移速率較大。較低的水膠比和適量摻入的礦物摻合料可以有效降低硫酸根離子在混凝土中的傳輸速率。3、揭示了半浸泡條件下由於硫酸根離子在混凝土中的傳輸，導致混凝土形成了全浸泡區、潮濕區、結晶區和乾燥區四個區域。鈣礬石和石膏是全浸泡區和潮濕區的主要化學腐蝕產物，硫酸鹽晶體是結晶區的主要侵蝕產物。結晶區混凝土的表面蒸發速率大於硫酸根離子遷移的速率，導致結晶區混凝土出現了嚴重的結晶型侵蝕。4、基於硫酸根離子在混凝土中傳輸速率的研究結果，初步提出了模擬地下工程條件下，硫酸鹽在混凝土中傳輸速率的測試比較的實驗室測試方法。 本項目的研究結果為進一步提高人們對混凝土硫酸鹽侵蝕相關問題的認識，完善混凝土耐久性評價與設計方法具有一定的意義。
