宁夏灌区混凝土硅灰组试件受Na2SO4浓度影响的研究

图5－5至图5－7是水胶比为0.33的SF5、SF8、SF11组混凝土试件在水中和5%、10%浓度的硫酸钠中经过175次冻融循环后相对动弹性模量和质量损失率变化情况。

图5－5　SF5组试件在不同浓度Na2SO4溶液中的变化情况

从图5－5（1）可以得出，SF5－3－0、SF5－3－5、SF5－3－10试件经过175次冻融循环后，其相对动弹性模量较冻融之前分别减少0.3%、提高1.4%、减少7.8%。冻融175次后，SF5－3－5混凝土的相对动弹性模量较冻融之前一直处于增加趋势，这是一个硫酸盐结晶累积的结果，填充混凝土的密实性；SF5－3－0混凝土的较冻融之前变化幅度不明显；SF5－3－10混凝土的相对动弹性模量较冻融之前一直处在降低趋势，当硫酸钠浓度超过某一范围时，结晶析出加速，导致混凝土内部空隙增大。从图5－5（2）可以得出，SF5－3－0、SF5－3－5、SF5－3－10混凝土试件冻融之前的质量，与经过175次冻融循环后相比，质量损失率分别提高0.43%、减少0.32%、减少0.21%。SF5－3－5试件冻融175次时，质量有小幅度增加；SF5－3－0试件的质量损失一直在增大，由于水的冰点比硫酸钠高，在水中结冰产生的冻胀压力使混凝土试件的质量损失相对较大；SF5－3－10试件在冻融25次时，有较大的质量损失，随后趋于稳定。硫酸钠浓度过高，造成混凝土结构内部结晶压力大，导致膨胀破坏加快，质量损失变大。

可见，硅灰掺量为5%的试件在不同浓度的硫酸钠中冻融达175次后，5%和10%浓度的Na2SO4对试件的相对动弹性模量造成的变化幅度较大，而质量损失的变化基本接近，试件在水中的相对动弹性模量变化不大，但会产生较大的质量损失。从整体来看，试件在5%浓度的Na2SO4中冻融时表现出的抗盐冻性最好。冻融175次循环内，当硫酸钠处于一个合理浓度范围时，对试件的抗冻性有促进作用；浓度过大时，会削弱试件的抗冻性，加快试件的盐冻损伤。

从图5－6（1）可以得出，SF8－3－0、SF8－3－5、SF8－3－10试件经过175次冻融循环后，其相对动弹性模量较冻融之前分别减少13.7%、1.9%、2.2%。冻融175次后，SF8－3－5和SF8－3－10试件的相对动弹性模量变化接近；随着冻融龄期的持续，SF5－3－0试件的相对动弹性模量一直在降低，降低幅度最大。从图5－6（2）可以得出，SF8－3－0、SF8－3－5、SF8－3－10混凝土试件冻融之前的质量，与经过175次冻融循环后的质量相比，质量损失分别减少0%、0.88%、0.11%。随着冻融龄期的持续，SF8－3－5试件的质量一直在增大；SF8－3－10试件在冻融50次后保持不变。

(www.xing528.com)

图5－6　SF8组试件在不同浓度Na2SO4溶液中的变化情况

可见，硅灰掺量为8%的试件在不同的浓度的硫酸钠中冻融达175次后，清水和5%浓度的Na2SO4对试件的相对动弹性模量影响不大，但明显高于5%浓度的Na2SO4的；对于质量损失而言，水中和10%浓度的Na2SO4对试件造成的质量损失变化基本接近。从整体来看，试件在5%浓度的Na2SO4中冻融时表现出的抗盐冻性最好，即混凝土试件的损伤程度最低。

从图5－7（1）得出，SF11－3－0、SF11－3－5、SF11－3－10试件冻融175次循环后相对动弹性模量较冻融之前分别减少4.9%、8.1%、15.4%。随着冻融龄期的持续，三组试件的相对动弹性模量较冻融之前一直在降低，SF11－3－10试件的降低幅度最大，当硫酸钠的浓度过大时，会加速硫酸盐的侵蚀和结晶损伤。从图5－7（2）得出，SF11－3－0、SF11－3－5、SF11－3－10混凝土试件冻融之前的质量，与经过175次冻融循环后的质量相比，质量损失分别减少0.44%、0.99%、0%。随着冻融循环次数的增加，三组试件都表现出质量先增后减，但始终处于负增长，主要是溶液在进入混凝土空隙发生一系列物理化学反应的结果。

图5－7　SF11组试件在不同浓度Na2SO4溶液中的变化情况

可见，硅灰掺量为11%的试件在不同浓度的硫酸钠中冻融达175次后，相对动弹性模量表现为在清水中最好，5%浓度Na2SO4溶液中次之，10%浓度中相对最差；质量损失率表现为5%浓度Na2SO4溶液中损失最小，清水中次之，10%浓度中损失相对最大，10%浓度的Na2SO4对混凝土试件的损伤程度最大。