24 / 2021-06-09 10:52:47

海洋多盐环境下水泥基材料中氯离子传输机理研究

海洋环境,氯离子传输,结合性能,扩散系数,孔结构

氯离子引起的钢筋腐蚀是海洋环境下水泥基材料失效的主要原因。本研究旨在探讨模拟干湿循环海水多盐侵蚀条件下硅酸盐水泥砂浆中氯离子传输机理。将制备的砂浆暴露固定氯离子浓度的NaCl、NaCl+MgCl₂、NaCl+Na₂SO₄和NaCl+Na₂SO₄+MgCl₂溶液中。采用滴定法研究硅酸盐水泥砂浆氯离子传输及结合性能。采用XRD、TG-DSC、SEM-EDS和MIP等方法对样品进行表征，分析样品在暴露条件下物相组成变化和微观结构演变规律。结果表明：干湿循环侵蚀90d后，砂浆基体最外层(0-5mm)富集硫酸根离子和镁离子，NaCl+MgCl₂溶液中氯离子含量最高。此外，Mg²⁺和Mg²⁺+SO₄^2-存在加速氯离子侵入，增加氯离子表观扩散系数，降低氯离子结合能力。而NaCl溶液中SO₄^2-抑制氯离子侵入，提高氯离子结合能力。另一方面，化学分析表明，砂浆基体最外层氢氧化钙显著消耗，C-S-H凝胶脱钙和钙矾石(AFt)形成。微观结构分析表明，在腐蚀初期，硫酸盐和氯盐条件下，AFt形成细化孔径，而在腐蚀后期，硫酸盐增大微裂缝形成。