总结了地下水对混凝土的腐蚀作用机理，分析了经过土壤长期腐蚀后混凝土的抗压强度试验数据，分析表明， 不 同混凝土试件在相 同土壤中的强度变化规律不尽相 同。对某地铁工程沿 线地 下水进行取样 ，分析 了其化学成分 ， 并对其腐蚀性进行评价 。然后根据地下水 中 cl一和 s0 一的含 量配制 4种不 同浓度的腐蚀性溶液 ，进行 混凝 土试 块 的腐蚀试验，测定试块的质量变化和抗压强度。试验结果表 明：混凝土试块质量有所增加 ，但各溶液 中变化趋势不一 致；另外 ，不 同溶液中混凝土试块 的抗压强度变化规律也不同。试验结论可为类似研究和工程实践提供参考。 关 键 词：地下水腐蚀；混凝土；耐久性 ；质量损失；抗压强度 中图分类号 ：TU462 文献标 志码 ：A 文章编号 ：1001—5485I2013)10—0094—05 1 研 究背景 地铁因其快速 、载客量大、准点、低污染等优点 成为解决大城市公共交通问题的首选方案 。地铁结 构主要位于地面以下 10—20m范围内，沿海沿江地 区地下水位往往较高 ，此类地区地铁结构将处 于地 下水环境 中。GB50157-2003《地 铁设 计规范》规 定… ，地铁 主体结构工程设计使用年 限为 100年。 地铁工程属于隐蔽工程 ，其结构的腐蚀现象往往不 易被发现 ，一旦发生将会降低结 构的承载能力 ， 威胁地铁 的安全 ，因此 ，地铁主要承载结构的耐久 l生 将会极大地影响地铁的服务年限和使用安全_3j。 地下水一般含有多种化学成分 ，当某种成分含 量达到一定程度时 ，钢筋混凝土结构就遭受地下水 的腐蚀威胁。大规模 的工程开挖需要人工降水 ，人 类生产生活的需求使得地下水开采量不断加大，这 些人类活动都加速 了地下水 的运移 ，从 而使得地下 水 的水质发生变化_4j。在沿海地区，由于海水的人 侵作用 ，地下水对钢筋和混凝 土的侵蚀性成分主要 为 Mg¨、C1一和 SO ，例如在对 深圳 、杭州的地铁 勘察 中，均发现地下水 中有 cl一、SO 5J。因此 ，研 究各种化学成分对钢筋混凝土材料的侵蚀作用具有 重要的科学意义和工程应用价值。 2 地 下水 的腐蚀作用机理 在混凝土微小孔 隙中存在碱性孔 溶液 ，其 pH 值一般不小于 13，在高碱性环境下 ，钢筋表面会 形 成耐腐蚀 的钝化膜 J。混凝土材料 的粗糙性 和多 孔性有利于其表面吸收水分 ，当含有 Cl一，SO 一的 地下水渗入混凝土中时 ，水泥水化产生的 Ca(OH) 溶解 ，游离的 Ca(OH)或 ca 会产生扩散而浸析 ， 尤其是易 通过 毛细 孔通 道 而迁 移。而 随着 Cl一、 SO 一等 的侵入 ，混凝土微d,：fL隙中的碱性 降低 ，混 凝土中原有胶凝材料组成发生变化 ，也就是钢筋保 护层物质会发生变化 ，当 pH<11时 ，钢筋表面的钝 化膜极易破坏。最后 由于失去钝化膜的保 护，钢筋 在腐蚀性水溶液的 电化学作用下发 生锈蚀。据统 计 ，铁锈的体积 比铁本身大 2—4倍 ，产生的膨胀力 可高达 30MPa J，从而使 混凝 土产 生沿 锈蚀 钢筋 的裂纹与剥落 ，并最终导致结构丧失承载力。 另外 ，水化作用产生 的 Ca(OH)、水化铝酸钙、 低硫型硫铝酸钙等不稳定产物，易与水中 SO ，cl一 和 CO 等物质 反应，生成钙 矾石 (3CaO ·A10 · 3CaSO4·32H20)、水化 氯铝酸 钙 (3CaO ·A12O · 3CaC12·IOH20)、水 化碳 铝酸 钙 (3CaO ·A1203· 3CaCO，·11H：0)等复盐 ，导致体积膨胀而产生腐蚀 应力 J，使得混凝土耐久性进一步降低 。 地下水中也常含有大量的镁盐 ，主要以 MgSO 及 MgC1的形式存 在。这些镁盐 能与水 泥石 中的 Ca(OH)：发生反应 ，生成物 中的 CaC1易溶于水 ， Mg(OH) 松软无胶结力 ，从而破坏 了混凝土的结 构。镁盐侵蚀 的强烈程度 ，除取决于 Mg 的含量 外 ，还 与水 中 cl一，SO 一含 量有关 ，此 时将 产生

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