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酸雨环境下混凝土结构性能研究综述

曹琛  郑山锁  胡卫兵  
【摘要】:近年来,随着全球人口剧增、城市化进程以及现代工业化进程的加快,两大主要化石燃料能源——煤和石油的消耗量日益增加,同时煤和石油在燃烧过程中产生大量硫和氮的氧化物等,这些氧化物排放到大气中将生成二次污染物硫酸和硝酸,生成的二次污染物和硝酸再遇雨、雪、雾等而形成酸雨。我国是世界上第三大酸雨区,酸雨对水生生态系统、陆生生态系统、人体健康、建筑物等均有很大的危害,给世界各国造成了巨大的经济损失,成为全球性的重大环境问题。混凝土结构因具有取材方便、可模性好、价格低廉、抗压强度高及耐火性好等优点被广泛应用,已成为我国最主要的结构形式之一。但由于混凝土材料中存在大量碱性化合物,可与酸雨发生中性化反应,导致其表面硬化水泥溶解,材料表面变质,进而引起其物理力学性能的劣化。同时,钢筋表面钝化膜由于混凝土碱性下降而发生锈蚀,锈蚀物的产生使混凝土构件膨胀,并产生裂缝,最终使混凝土结构失效。酸雨对混凝土结构耐久性的劣化影响已引起众多学者的关注。目前,国内外学者对酸雨侵蚀混凝土的研究主要集中于:(1)酸雨对水泥混凝土的腐蚀机理及劣化规律的研究;(2)酸雨侵蚀介质、pH值以及矿物掺合料的种类等对混凝土材料及构件侵蚀性能的影响;(3)不同酸雨侵蚀加速试验方法的研究,但此方面研究仍较少,尤其是结构户外暴露试验研究;(4)酸雨侵蚀混凝土结构的静态、动态力学性能的研究,这一方面的研究亦相对较少,目前国内外仍缺乏系统的研究报道。因此,为了明确酸雨对混凝土结构的侵蚀行为,本文对近30年国内外有关酸雨对混凝土耐久性影响的研究报道进行了评述,重点讨论了酸雨对混凝土结构静态及动态力学性能的影响。首先详述了酸雨对混凝土材料的腐蚀机理和劣化过程,其次总结了酸雨加速腐蚀试验方法以及酸雨对混凝土结构力学性能影响的相关研究;最后讨论了当前有关酸雨侵蚀混凝土研究的一些重要问题,并对今后需进一步研究的问题提出了建议。

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