Na2SO4浓度对基准组试件的影响及机理解析

图5－1是水胶比为0.33的基准组混凝土试件在三种不同浓度的硫酸钠溶液中冻融175次循环后的相对动弹性模量和质量损失率变化情况，清水作为参照溶液，其余两种Na2SO4溶液浓度为5%、10%。

图5－1　基准组试件在不同浓度Na2SO4溶液中的变化情况(www.xing528.com)

从图5－1（1）得出，基准组混凝土在清水中以及5%、10%浓度的Na2SO4中冻融175次循环的相对动弹性模量较冻融之前分别减少7.3%、4.2%、6.7%。清水中的试件从冻融开始至冻融125次，其相对动弹性模量的降低幅度最大，但冻融125次之后相对动弹性模量逐渐增大，冻融结束时的相对动弹性模量高于其他两组试件的。冻融150次前，试件在5%浓度的Na2SO4溶液中相对动弹性模量的变化相对于初始值始终在增加，但冻融结束时出现较大幅度的降低。试件在10%浓度的Na2SO4溶液中的相对动弹性模量表现出先增后减的趋势，相对于初始值降低幅度最大；从图5－1（2）得出，基准混凝土冻融之前的质量，与经过175次冻融循环后的质量相比，质量损失率分别提高0.31%、减少0.31%、提高0.1%。随着冻融龄期的结束，试件的质量损失表现为5%浓度的Na2SO4溶液中质量损失最小，清水中损失最大。

可见，冻融循环达到175次时，10%浓度Na2SO4的侵蚀性较5%浓度的侵蚀性强，主要是Na2SO4溶液与水泥的水化产物Ca（OH）2发生化学反应，产生的钙矾石或石膏填充了混凝土的空隙，使试件结构密实，随着侵蚀龄期的增加，生成的钙矾石或石膏产生膨胀破坏；对于10%浓度Na2SO4溶液中的试件，随着硫酸钠浓度的提高，低温下Na2SO4转换成Na2SO4·10H2O过程中析出的结晶体带来的膨胀破坏更为严重，导致混凝土的质量损失增大。冻融结束后，试件在清水中的相对动弹性模量最大，但质量损失最为严重，主要是清水的冰点较硫酸钠溶液的高，水结冰形成的冻胀压使混凝土开裂、剥落。