环境水硫酸根离子浓度对混凝土细骨料硫酸盐及硫化物(SO3)的影响

环境水硫酸根离子浓度对混凝土细骨料硫酸盐及硫化物(SO3)的影响

摘要:对某工程环境水硫酸根离子浓度与混凝土细骨料硫酸盐及硫化物(SO3)关系的分析总结,对施工实际天然建筑材料和环境水的选用具有指导作用。

关键词:硫酸根离子;浓度;硫酸盐及硫化物;耐久性

某工程料场位于引水渠道左侧阶地上,据现场探坑揭露表层至50cm处为石膏层,石膏含量为7.50～64.20g/kg,50～500cm石膏含量为0.20～16.60g/kg,剔除50cm石膏层后,混凝土细骨料硫酸盐及硫化物(SO3)含量为0.12%～0.90%,含泥量为 5.30%～20.40%,混凝土细骨料硫酸盐及硫化物含量虽然满足《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251-2000质量技术指标(SO3<1%)要求,但环境水硫酸根离子的介入,是否会造成骨料硫酸盐及硫化物含量超标,与混凝土的某些成分发生化学反应而对混凝土产生腐蚀,使混凝土强度和耐久性能逐渐退化,通过以下试验进行分析。

1骨料硫酸盐及硫化物对混凝土的危害性

骨料中硫酸盐及硫化物的可溶性物质能与水泥的水化产物起反应,对水泥具有侵蚀作用。同时导致混凝土体积膨胀造成内应力,影响混凝土强度。

2环境水对骨料硫酸盐及硫化物的影响

选用某工程细骨料试样,用配置好的含SO42-离子浓度为96～10 000mg/L的水溶液浸泡24h后,分别测定硫酸盐及硫化物含量,试验结果见下表:

通过对比表可以看出,随着溶液中SO42-离子浓度的增加,硫酸盐及硫化物含量先降低后增加。如果把试验数据绘制成关系曲线(见下图),我们可以发现,当溶液中SO42-离子浓度较低时,用此溶液浸泡骨料可以降低骨料中硫酸盐及硫化物含量;当溶液中SO42-离子浓度达到2 000mg/L时,将引起硫酸盐及硫化物含量的增大,不利于混凝土质量。

3小结

3.1硫酸盐及硫化物会影响混凝土的耐久性一方面当水泥石与含硫酸盐的水接触时,生成二水石膏,二水石膏不但可在水泥石中结晶产生膨胀,也可以和水泥石中的水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙含有大量结晶水(膨胀性更大),对水泥石具有严重破坏作用,降低混凝土耐久性。另一方面SO42-离子对预应力钢筋能产生腐蚀性,导致预应力钢筋的脆性断裂。因此对预应力混凝土拌和用水中的SO42-离子要控制。

3.2水中的SO42-离子含量达到一定数量时会对混凝土造成有害影响根据试验,将SO42-离子浓度2 000mg/L作为安全使用值,当浓度值高于2 000mg/L时,可以补充离子浓度较低的水或相应提高水泥用量,以保证混凝土强度,确保混凝土质量。