Mg2+-SO2– 4-Cl–侵蚀衬砌喷射混凝土耐久性能退化机理

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盐渍土广泛分布于我国西北地区,其中含有高浓度的 Mg2+,SO2– 4及 Cl–,导致隧道衬砌结构耐久性能劣化。采用干湿交替法,以 10%Na2SO4和 5%Na2SO4+5%Mg SO4+3.5%Na Cl 溶液为侵蚀介质,开展了喷射混凝土耐久性试验,以动弹性模量、质量及抗压强度为指标,分析了喷射混凝土耐久性退化规律。采用离子含量分析实验及 X 射线衍射、红外光谱、热分析、扫描电子显微镜等微观表征方法,研究了喷射混凝土耐久性退化机理及过程。结果表明:Mg SO4-Na2SO4-Na Cl 侵蚀喷射混凝土耐久性能优于 Na2SO4侵蚀。Mg SO4-Na2SO4-Na Cl 侵蚀喷射混凝土 p H 值及 Ca2+含量高于 Na2SO4侵蚀,而 SO2– 4含量低于硫酸盐侵蚀。Na2SO4侵蚀喷射混凝土耐久性退化过程分为钙矾石侵蚀、钙矾石/石膏共同侵蚀及石膏侵蚀 3 个阶段;Mg SO4-Na2SO4-Na Cl 侵蚀喷射混凝土耐久性退化过程分为水镁石/石膏/钙矾石侵蚀、水化硅酸钙分解及碳硫硅钙石形成、水化硅酸镁形成 3 个阶段。结晶盐形成并填充在喷射混凝土孔隙及微裂缝中,加速混凝土耐久性能退化。
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