［摘要］针对天津盐渍土的环境特点，研究长期处于该地区的混凝土抗腐蚀性能。通过参考天津各地区工程项目地勘报告中侵蚀溶液浓度，配制侵蚀溶液，采用全浸泡试验方法，研究了侵蚀溶液浓度、混凝土含气量以及养护条件对混凝土侵蚀后抗压强度和质量的影响规律。结果表明：长期浸泡后，侵蚀溶液浓度越大混凝土抗侵蚀能力越差；混凝土抗压强度随含气量的增加先增长后降低，抗侵蚀性能则随含气量增加逐渐减弱；低温养护能够延缓侵蚀溶液对混凝土的侵蚀作用。

天津市作为滨海城市，盐渍化土地面积7800km2，约占天津市总土地面积65.8%，其中土壤含盐量大于0.2%的土地有4700km2，占总土地面积的39.3%[1-2]。其土壤形成多为河流沉积物，质地黏重，有不同程度的盐碱化，大部分土壤含盐量在0.2%～0.4%，最高可达4.7%[3-4]。处于天津盐渍土地区的混凝土结构将长期受到腐蚀，轻则影响结构的实用性和耐久性，重则降低结构承载力，甚至导致结构失效，其潜藏的危害不言而喻[5-6]。因此对混凝土进行抗腐蚀性能试验工作是很有必要的。

水泥采用P·O42.5普通硅酸盐水泥，3d抗折强度4.8MPa，3d抗压强度30.8MPa，28d抗折强度8.2MPa，28d抗压强度54.0MPa；粉煤灰采用II级粉煤灰，细度27.2%，需水量比101%，烧失量2.5%，安定性合格；矿粉采用S95级矿粉，7d活性指数74%，28d活性指数96%；细骨料采用粗砂机制砂和细砂尾矿砂按照比例搭配而成的混合中砂，细度模数2.8；粗骨料采用5～25mm连续级配的碎石；外加剂采用中建聚羧酸高性能减水剂和引气型减水剂，减水率24%，含固量10.4%；拌合水采用洁净的自来水。

天津市盐渍土中易溶盐成分主要以Cl-和SO42-为主。参考强腐蚀环境条件下离子浓度数据，模拟实际侵蚀环境，配制不同梯度浓度侵蚀溶液，并定期对试验用侵蚀液浓度进行配制更换，确保侵蚀液浓度满足试验设计要求。考虑试验速度，本试验配制的侵蚀溶液浓度分别为4%、8%、12%，其中Cl-和SO42-质量比例为1:3。

本试验采用长期全浸泡试验方法，对混凝土进行侵蚀环境下性能研究。采用C35强度等级混凝土为基准配合比，混凝土成型脱模后开始进行全浸泡侵蚀试验，检测混凝土不同侵蚀时间的抗压强度和质量，作为混凝土性能评价指标。混凝土配合比如表1所示。

本节主要研究了混凝土在4%、8%和12%浓度侵蚀溶液中长期浸泡后的性能变化。

混凝土在不同浓度侵蚀溶液中的质量损失率试验结果见表2和图1。

从表2和图1中可以看出，在本试验研究期间，混凝土试件的质量损失率随侵蚀时间的延长而增加。在不同环境下，混凝土试件质量损失率有所不同，从侵蚀28d到90d，4%和8%溶液中混凝土质量变化率增长了0.13%，而在12%的溶液中增加了0.54%。侵蚀溶液浓度越大，混凝土试件质量损失率随侵蚀时间的延长变化越大，但除90d时12%侵蚀液中混凝土试件质量损失率为正数，即混凝土试件质量开始损失，其他混凝土试件质量均增长了。这是由于侵蚀到90d时，12%浓度的侵蚀溶液中混凝土试件受到侵蚀作用，使混凝土试件出现剥落现象；其他混凝土试件质量增长是因为混凝土持续发生水化反应，同时由于侵蚀溶液中氯离子和硫酸根离子均能与混凝土水化产物中的Ca(OH)2和C3A发生反应，生成更多的水化氯铝酸钙和钙矾石，使得混凝土质量呈现正增长现象。

混凝土在不同浓度侵蚀溶液中的抗压强度试验结果见表3和图2。

从表3和图2中可以看出，混凝土在不同浓度的侵蚀溶液中抗压强度变化规律不同，在浓度为4%和8%的溶液中，混凝土抗压强度随侵蚀时间延长而增加，侵蚀龄期从28d到60d再至90d，4%溶液中混凝土抗压强度分别增长了9.5MPa和9.8MPa，8%溶液中分别增长了6.7MPa和7.7MPa；12%侵蚀溶液中混凝土抗压强度呈先增加后降低的趋势，侵蚀至90d时，混凝土抗压强度较28d增长了5.9MPa，但较60d降低了1.6MPa，即90d龄期时，混凝土受侵蚀性能通过宏观数据表现了出来，这与质量损失率变化规律一致。同侵蚀龄期内，4%浓度侵蚀液中混凝土抗压强度均最大，这说明混凝土抗腐蚀性能在侵蚀溶液浓度高时会减弱。

混凝土抗压强度随侵蚀时间延长而增加，这是因为混凝土中未水化的胶凝材料持续发生反应，提高了混凝土的抗压强度，同时侵蚀溶液中氯离子和硫酸根离子也与混凝土水化产物发生反应，生成的水化产物填充了毛细空隙，提高了混凝土的密室性，抗压强度增加。

本节主要研究了1%、3%和5%含气量的混凝土在12%浓度侵蚀溶液中长期浸泡后的性能变化。

从表5和图4中可以看出，混凝土含气量为3%和5%时，混凝土抗压强度随着侵蚀龄期的延长呈现先增加后降低的趋势，这与混凝土质量损失率变化规律一致。从28d到60d，含气量3%和5%的混凝土抗压强度分别增长了7.5MPa和9.7MPa，从60d至90d时，混凝土抗压强度分别降低了1.6MPa和5.2MPa。混凝土含气量为1%时，混凝土抗压强度随侵蚀时间的延长逐渐增长，28d至60d时增长了5.7MPa，60d到90d时增长了1.9MPa。同侵蚀龄期内，混凝土为含气量3%时抗压强度最大，含气量为1%时次之，5%含气量混凝土的抗压强度最小。这是因为混凝土含气量对混凝土强度影响存在最优值，即存在最佳含气量能够使混凝土强度达到最大值，这是因为在混凝土中引入均匀封闭的小气泡能够改善混凝土拌合物的和易性，改善混凝土中胶凝材料与骨料的界面结构，从而提高混凝土的强度；但是当混凝土含气量越来越大时，封闭均匀的小气泡越来越多，也越容易聚集成大气泡，从无害孔和少害孔变成有害孔，对混凝土强度发展产生不利影响，降低混凝土强度。结合图4可以看出，当混凝土含气量小于3%时，混凝土强度随含气量的增加而增加，当混凝土含气量大于3%时，混凝土强度随含气量的增大出现大幅度的降低。同时可知，混凝土在含气量为5%时，混凝土的抗侵蚀性能最差；混凝土含气量为1%时，混凝土抗侵蚀性能良好；含气量3%时的抗侵蚀性能次之。

本节主要研究了混凝土在标准养护（养护温度(20± 2)℃）和自然养护（天津市1～4月）两种养护条件条件下，在4%、8%和12%浓度侵蚀溶液中长期浸泡后的性能变化。

从表7和图6中可以看出，自然养护条件下混凝土抗压强度随侵蚀龄期的延长逐渐增长，这与质量损失率变化规律一致；且同浓度同龄期下，自然养护混凝土抗压强度均小于标准养护混凝土强度。这是因为自然养护的温度较标准养护有大幅度降低，低温条件会降低混凝土的水化速率，影响混凝土强度发展，使混凝土强度较低。同时由于低温条件下混凝土水化速率慢，侵蚀溶液中氯离子和硫酸根离子与混凝土水化产物的反应也受到限制，生成的水化氯铝酸钙和钙矾石数量较少，填充在混凝土试件内部的毛细空隙，使混凝土抗压强度有所提高，即表现出随侵蚀时间的延长混凝土强度持续增长。

（1）混凝土侵蚀程度随侵蚀溶液的不同、侵蚀时间的不同而不同，侵蚀溶液浓度越大、侵蚀时间越长，混凝土侵蚀程度越强。在12%浓度侵蚀液中侵蚀90d的混凝土已明显出现质量损失、抗压强度降低的现象。

（2）混凝土强度随含气量的增加呈先增加后降低的趋势，混凝土含气量为3%时抗压强度达到最大值，但抗侵蚀性能小于1%含气量的混凝土，混凝土含气量5%时抗侵蚀性能最差，即随含气量的增加混凝土抗侵蚀能力逐渐减弱。

（3）混凝土养护温度不同，受侵蚀程度也有很大区别，低温养护下，能够延缓侵蚀溶液对混凝土的侵蚀作用。

（4）在本试验周期内，混凝土质量损失率变化规律与混凝土抗压强度变化规律基本一致，能够使用混凝土质量损失率反映混凝土的侵蚀程度。

[1] 丁路静，罗作球，张凯峰，等．浅谈天津滨海新区轨道交通Z4 线混凝土耐久性要求及质量控制措施[J]．商品混凝土，2020(1-2): 48-51．

[2] 韩志超．滨海地铁工程环境水腐蚀分析及防腐混凝土试验研究[D]．邯郸：河北工程大学，2018．

[3] 程长广，韩彦斌，袁悦，等．天津滨海新区地铁工程混凝土结构耐久性设计研究[J]．工程质量，2018,36 (9): 21-25．

[4] 丁路静，罗作球，张凯峰，等．轨道交通工程混凝土在硫酸盐侵蚀环境下性能影响研究[J]．商品混凝土，2020(3): 38-41．

[5] 孙立喜．沿海地区地铁工程混凝土耐久性问题及应对措施[J]．商品混凝土，2018(1): 69-70．

[6] 郝贠洪，江南，樊金承，等．盐渍土环境下混凝土的抗腐蚀性能研究[J]．混凝土，2016(8): 8-10 15．

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混凝土技术发展中心（以下简称“中心”）隶属建筑材料工业技术情报研究所，主要职能是跟踪分析和研究国内外混凝土行业科技前沿动态，为全国混凝土行业开展技术服务工作，包括出版技术期刊、研究制定标准、开展技术咨询、举办技术会议、承担行业培训、从事认证评价和开发研究等，中心是建材情报所主要业务部门之一。中心拥有员工10人，其中博士3人，正高职称3人，副高职称4人。中心挂靠的行业协会分支机构包括中国散装水泥推广发展协会混凝土专业委员会、中国散装水泥推广发展协会预制建筑产业专业委员会、中国砂石协会建筑固废利用分会、建筑材料工业技术情报研究所双碳研究中心。依托中心成立的平台有预拌混凝土质量追溯公共服务平台、混凝土行业数字化服务平台、中国商品混凝土行业企业专家委员会（拥有200余名行业一线专家）、北京砼享未来工程技术研究院（会员制技术和管理服务）。

中心每年参与多个混凝土技术咨询和技术服务项目，包括雄安新区混凝土项目咨询、河北省多个高速公路高性能混凝土技术咨询、固废基胶凝材料和再生复合掺合料研发和制备技术，以及数十个混凝土企业的技术服务工作。开展预拌混凝土绿色产品认证和科技成果评价工作。

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