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硫酸盐侵蚀是基础混凝土工程常见的问题，目前混凝土抗硫酸盐侵蚀研究较多地集中在抗硫水泥混凝土、掺超细掺合料（如粉煤灰）高性能混凝土[1-2]。但多数研究表明抗硫水泥混凝土长期抵抗硫酸盐侵蚀能力有限；而掺超细掺合料（如粉煤灰）高性能混凝土在大掺量时抗侵蚀能力才较为显著，但也带来早期强度低、发展慢的问题。硫铝酸盐水泥是一种快硬早强水泥[3]，笔者在前期实验研究[1,4]中认为硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能要优于粉煤灰高性能混凝土，显著优于抗硫水泥混凝土。但关于长期侵蚀时间对混凝土抗侵蚀性能的评价研究还不多。本文选取高浓度硫酸盐溶液进行长达2年的侵蚀试验，进一步探究硫铝酸盐水泥混凝土长期抵抗高浓度硫酸盐侵蚀的性能。

1 试验材料和方法

水泥为唐山六九水泥厂产42.5快硬硫铝酸盐水泥，砂为ISO标准砂，减水剂为FDN高效减水剂，缓凝剂选择分析纯硼酸，水为实验室自来水。试验参照《水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法》（GB/T 749-2008），选择混凝土工程常见的水灰比0.5、0.4、0.3三种（见表1），按照尺寸10 ×10 ×60 mm制配水泥胶砂试件（SAC试件），配合比见表 3。工程习惯认为中、高抗硫水泥混凝土可以抵抗硫酸根离子浓度为2500 mg/l、8000mg/l侵蚀[1]。本次试验配制高浓度硫酸钠溶液硫酸根离子浓度为20250 mg/l模拟侵蚀。各试件拆模后经标准养护3d(设计龄期)，一组浸泡在淡水中，一组浸泡在硫酸钠溶液中，经浸泡1、2、6、、12、18、24月后取出进行抗折强度实验，计算抗侵蚀系数 K（侵蚀溶液强度/淡水强度）。当K≤0.8认为试件抗蚀不合格[7]。

表1 试件配合比

2 结果及分析

表2 SAC试件的抗折强度与抗蚀系数

将测得的试件抗折强度和抗蚀系数列于表2。

2.1 SAC试件的抗侵蚀能力

根据表4的试验数据绘制了不同水灰比的SAC试件浸泡在硫酸根离子浓度为20250 mg/l的硫酸钠溶液中长达2年间侵蚀系数K蚀的变化曲线（见图1）。从图中K蚀变化趋势可知，在达2年的高浓度硫酸盐溶液侵蚀中，水灰比0.3、0.4、0.5的SAC试件抗蚀系数始终高于1.0，远大于0.8破坏临界值。在外观上观察侵蚀试件也未出现起砂、掉角、开裂等破坏现象。

图1 试件在抗侵蚀系数K蚀变化

2.2 SAC、PFAC、HSR试件长期抗侵蚀能力对比

本文还与水灰（胶）比 0.4粉煤灰高性能混凝土（PFAC试件）、高抗硫水泥混凝土试件（HSR试件）进行对比。SAC试件淡水养护3天，PFAC试件粉煤灰掺量30%，淡水养护28天；HSR试件淡水养护28天进行侵蚀试验。侵蚀对比见图2。结果表明：SAC试件K蚀一直大于1.0，PFAC试件K蚀在24月达到破坏临界值0.8；HSR试件K蚀在18月时接近破坏临界值0.8。以上表明硫铝酸盐水泥混凝土长期抵抗搞浓度硫酸盐侵蚀能力要显著优于粉煤灰高性能混凝土和高抗硫水泥混凝土。

图2 SAC、PFAC、HSR试件抗侵蚀系数K蚀变化

3 结论

水灰比为 0.3、0.4、0.5的硫铝酸盐水泥胶砂试件进行长达 2年的高浓度（SO42-:20250 mg/l）硫酸盐侵蚀实验后强度得到进一步发展，抗侵蚀系数维持在1.0以上，表明了硫铝酸盐水泥混凝土具有长期抵抗高浓度硫酸盐侵蚀的能力，且长期抗硫酸盐侵蚀性能较为稳定，要优于粉煤灰高性能混凝土，显著优于高抗硫水泥混凝土。加之硫铝酸盐水泥固有的快硬早高强特点，在高寒地区、高盐碱地区、高硫酸盐侵蚀水土环境中使用硫铝酸盐水泥混凝土可以更好解决混凝土较高抗硫酸侵蚀问题。

[1]李方元,唐新军,胡小虎等.短龄期养护条件下不同混凝土长期抗硫酸盐侵蚀性能对比[J].粉煤灰综合利用,2013.04.

[2]胡全,李双喜,朱永斌.粉煤灰对高抗水泥混凝土抗侵蚀性能的影响[J].粉煤灰综合利用,2014.08.

[3]建筑材料科学研究院水泥研究所.硫铝酸盐水泥水化、硬化及其特性[J].硅酸盐学报,1978.8.

[4]李方元,唐新军,胡全等.硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能[J].混凝土与水泥制品,2012.10.

[5]阿里木江·苏拉依曼,唐新军,李方元等.Ⅱ级粉煤灰高性能混凝土的长期抗硫酸盐侵蚀性能[J]. 粉煤灰综合利用.2012.12.

[6]李雷,唐新军,朱鹏飞等.高抗硫酸盐水泥混凝土抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀性能初探[J].水利与建筑工程学报.2016.06.

[7]李双喜.短龄期养护条件下高抗硫硅酸盐水泥的抗侵蚀能力初探[J]. 粉煤灰综合利用.2016.08.