半浸泡混凝土中Na2SO4溶液傳輸過(guò)程

劉贊群, 裴 敏, 劉 厚, 張豐燕, 朱嘉慧

(1.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙 410075; 2.湖南省產(chǎn)商品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院, 湖南 長(zhǎng)沙 410075)

混凝土鹽結(jié)晶破壞是指發(fā)生在混凝土構(gòu)件水分蒸發(fā)區(qū),類(lèi)似其他多孔材料鹽風(fēng)化破壞的混凝土劣化現(xiàn)象[1-2],位于中國(guó)西部地區(qū)富含硫酸鹽的地下水和土壤中的橋墩、隧道和水渠等構(gòu)件受這種破壞影響最常見(jiàn)且最嚴(yán)重[3].為引起學(xué)術(shù)界和工程界的重視,美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)(ACI)規(guī)范[4]將混凝土物理侵蝕破壞(physical salt attack,PSA)單獨(dú)成章,并著重討論了混凝土硫酸鹽結(jié)晶破壞的特點(diǎn)和機(jī)理.然而,當(dāng)硫酸鹽攻擊混凝土?xí)r,其破壞機(jī)理依然存疑[5].一種觀點(diǎn)認(rèn)為是硫酸鹽侵蝕產(chǎn)生的物理鹽結(jié)晶對(duì)混凝土造成破壞[6-7];另一種觀點(diǎn)表明,硫酸鹽的化學(xué)侵蝕破壞仍然是導(dǎo)致混凝土水分蒸發(fā)區(qū)惡化的原因[8-10],因?yàn)楫?dāng)受到硫酸鹽(如Na2SO4和MgSO4)侵害時(shí),在被破壞的混凝土中可以清晰地發(fā)現(xiàn)化學(xué)侵蝕產(chǎn)物(如AFt和石膏)[11-12].

然而,不論混凝土水分蒸發(fā)區(qū)的破壞機(jī)理是化學(xué)侵蝕還是物理鹽結(jié)晶,這2種破壞機(jī)理都由混凝土內(nèi)部硫酸鹽溶液的傳輸過(guò)程決定.當(dāng)多孔材料半浸泡在鹽溶液中時(shí),燈芯效應(yīng)是鹽溶液在多孔材料中的傳輸機(jī)理,其包括毛細(xì)吸附和水分蒸發(fā)2個(gè)過(guò)程：溶液通過(guò)毛細(xì)吸附進(jìn)入材料內(nèi),上升至暴露于空氣中的部分,形成水膜區(qū)和水分蒸發(fā)區(qū)[13];水分在蒸發(fā)區(qū)中蒸發(fā),使蒸發(fā)區(qū)內(nèi)部的溶液溶度升高.當(dāng)水分蒸發(fā)速率大于溶液毛細(xì)吸附上升速率時(shí),就會(huì)在蒸發(fā)區(qū)內(nèi)部形成干濕界面,界面處鹽溶液達(dá)到過(guò)飽和,產(chǎn)生結(jié)晶膨脹,導(dǎo)致其剝落膨脹破壞;當(dāng)水分蒸發(fā)速率小于溶液毛細(xì)吸附上升速率時(shí),干濕界面形成在蒸發(fā)區(qū)的表面,只產(chǎn)生表面結(jié)晶現(xiàn)象,對(duì)材料沒(méi)有破壞作用[14-15].燈芯效應(yīng)產(chǎn)生過(guò)程受多孔材料孔隙結(jié)構(gòu)、外部環(huán)境相對(duì)濕度、鹽溶液濃度等因素的影響[16-17],通常用水分蒸發(fā)速率來(lái)表征燈芯效應(yīng)的傳輸特征,當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度越小、鹽溶液濃度越大時(shí),材料水分蒸發(fā)速率越大[18-20].

因此,研究半浸泡混凝土中硫酸鹽溶液的傳輸

過(guò)程,探究其是否符合多孔材料鹽溶液燈芯效應(yīng)傳輸?shù)幕咎卣?從引起混凝土水分蒸發(fā)區(qū)破壞的內(nèi)在原因來(lái)分析其真正的破壞機(jī)理很有必要.如果試驗(yàn)結(jié)果符合燈芯效應(yīng)傳輸原理,就能證明混凝土水分蒸發(fā)區(qū)的破壞機(jī)理是物理鹽結(jié)晶破壞;如果不符合燈芯效應(yīng)傳輸原理,混凝土水分蒸發(fā)區(qū)的破壞機(jī)理就是化學(xué)侵蝕破壞.

根據(jù)混凝土與硫酸鹽環(huán)境相互接觸的關(guān)系,可以將其大致分成內(nèi)外半浸泡方式(如隧道襯砌混凝土)和上下半浸泡方式(如橋墩)2類(lèi).本文將主要針對(duì)內(nèi)外半浸泡方式,研究混凝土水灰比、Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)和外界環(huán)境相對(duì)濕度這3個(gè)主要因素對(duì)混凝土中鹽溶液傳輸特征的影響.

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)裝置

在文獻(xiàn)[18]的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種模擬混凝土內(nèi)鹽溶液燈芯效應(yīng)傳輸?shù)难b置,裝置示意圖見(jiàn)圖1.該裝置分為試件盒、環(huán)境箱(用有機(jī)玻璃密封制作而成)和靜水天平3部分.

試驗(yàn)前,用環(huán)氧樹(shù)脂將混凝土圓盤(pán)試件固定在試件盒下端,使圓盤(pán)試件表面與試件盒下邊處于同一平面(見(jiàn)圖1(b)),然后裝入200g硫酸鹽溶液,以模擬上部為Na2SO4溶液,下部與空氣直接接觸的內(nèi)外半浸泡方式.固定試驗(yàn)環(huán)境溫度為(20±2)℃,在環(huán)境箱內(nèi)配制不同過(guò)飽和鹽溶液以獲得不同的環(huán)境相對(duì)濕度(RH)：飽和氯化鈉溶液控制環(huán)境相對(duì)濕度RH=75%、飽和硝酸鎂溶液控制環(huán)境相對(duì)濕度 RH=55%、飽和氯化鎂溶液控制環(huán)境濕度RH=35%.靜水天平由上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn),31002型,測(cè)量精度為0.001g,量程為5000g,可實(shí)時(shí)無(wú)線采集數(shù)據(jù).

圖1 試驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Schematic diagram of test setup(size:mm)

用靜水天平測(cè)量試件盒的質(zhì)量變化,則固定時(shí)間段內(nèi)試件盒的水分蒸發(fā)速率為：

(1)

式中：Mtn、Mtn+1分別為tn、tn+1時(shí)刻的試件盒質(zhì)量,g;vt為tn至tn+1時(shí)間段(固定為50h)內(nèi)試件盒的水分蒸發(fā)平均速率.

1.2 原材料及配合比

水泥采用符合GB 8076—2008《混凝土外加劑》標(biāo)準(zhǔn)的專(zhuān)用基準(zhǔn)水泥,其化學(xué)組成見(jiàn)表1;砂采用ISO標(biāo)準(zhǔn)砂;骨料采用粒徑5～10mm的碎石,清洗干凈;拌和水和配制溶液用水為自來(lái)水.試驗(yàn)采用的六水合氯化鎂、六水合硝酸鎂、無(wú)水氯化鈉和無(wú)水硫酸鈉均為分析純藥品.

混凝土配合比見(jiàn)表2.

表1 水泥化學(xué)組成

表2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

1.3 試件成型

用外徑110mm、高度45mm的PVC管為模具,底部用防水塑料膜和透明膠布封底.將攪拌均勻的混凝土澆筑于模具內(nèi)并充分振搗,然后馬上用塑料薄膜密封頂部,放置在(20±3)℃、相對(duì)濕度大于90%的養(yǎng)護(hù)室中帶模具養(yǎng)護(hù)28d.為了保持試件的勻質(zhì)性,選用粒徑為5～10mm的粗骨料,避免在切割后不會(huì)因?yàn)楣橇狭竭^(guò)大而在圓盤(pán)上出現(xiàn)骨料分布不均的情況(由圖2可見(jiàn),混凝土中的骨料分布均勻).每種配合比均成型3個(gè)圓柱體試件.用切割機(jī)將3個(gè)圓柱體試件各切成4片高度為(11±1)mm、直徑為100mm的混凝土圓盤(pán),丟棄兩端圓盤(pán)后,從剩余6片中挑選骨料分布較為均勻的圓盤(pán)作為測(cè)試用試件,將其放入裝有硅膠的干燥器中,密封抽真空;干燥7d后取出.用環(huán)氧樹(shù)脂將干燥圓盤(pán)試件固定在試件盒中,確保溶液不滲漏.向試件盒內(nèi)裝入200g Na2SO4溶液后,用凡士林和螺絲固定和密封試件盒蓋板.

圖2 混凝土圓盤(pán)試件Fig.2 Concrete disk specimen

1.4 試驗(yàn)過(guò)程

(1)將裝有試件和Na2SO4溶液的試件盒掛在靜水天平上,靜水天平通過(guò)無(wú)線發(fā)射器與電腦數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接,開(kāi)始測(cè)試整個(gè)試件盒的質(zhì)量變化;連續(xù)測(cè)試1050h后,終止試驗(yàn).

(2)將試件盒從環(huán)境箱中取出,輕輕敲出其中的圓盤(pán),將其干切割成4等份;任取1/4圓盤(pán),采用蘇州紐邁分析股份有限公司生產(chǎn)的MicroMR12-025V型核磁共振儀(共振頻率為11.854MHz,磁體溫度范圍為(35.00±0.02)℃,用真空飽和裝置對(duì)樣品進(jìn)行飽水)測(cè)試其孔隙率;取另外1/4圓盤(pán),敲碎、過(guò)篩,去掉骨料和砂后,采用D/max-Ⅲ型XRD分析儀對(duì)磨細(xì)水泥漿體進(jìn)行產(chǎn)物分析.

1.5 試驗(yàn)方案

研究了環(huán)境相對(duì)濕度RH、Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(Na2SO4)和水灰比mW/mC對(duì)試件水分蒸發(fā)速率的影響,試驗(yàn)方案見(jiàn)表3.

表3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

2 結(jié)果與討論

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連續(xù)測(cè)試1050h后,整個(gè)試件的水分蒸發(fā)速率趨于穩(wěn)定.與試驗(yàn)前相比,試件盒內(nèi)部液體高度略有降低,而試件底端表面干燥無(wú)結(jié)晶,取下的薄片形貌完整,無(wú)明顯的表觀破壞.

2.1 蒸發(fā)速率

圖3是純水(Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%)條件下,水灰比為0.5的混凝土試件在環(huán)境相對(duì)濕度分別為35%、75%時(shí)的水分蒸發(fā)速率.由圖3可見(jiàn)：

圖3 純水(w(Na2SO4)=0%)條件下,環(huán)境相對(duì)濕度對(duì)水灰比0.5混凝土水分蒸發(fā)速率的影響Fig.3 Influence of RH on evaporation rate of concrete exposed to pure water(w(Na2SO4)=0%) under 0.5 water-cement ratio

(1)試件初始狀態(tài)干燥,隨著水分在孔隙中的滲透量增加,其蒸發(fā)速率也從零開(kāi)始逐漸增加;水分蒸發(fā)速率在前100h內(nèi)迅速達(dá)到最大值,之后保持穩(wěn)定,且有緩和下降趨勢(shì),這應(yīng)該是混凝土進(jìn)一步水化,導(dǎo)致其孔徑減小,水分蒸發(fā)速率降低所致.

(2)環(huán)境相對(duì)濕度越大,水分蒸發(fā)速率越小.

圖4為Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%條件下,不同水灰比和環(huán)境相對(duì)濕度對(duì)混凝土試件水分蒸發(fā)速率的影響.由圖4可見(jiàn)：

圖4 Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%條件下,水灰比和環(huán)境相對(duì)濕度對(duì)混凝土水分蒸發(fā)速率的影響Fig.4 Influence of water-cement ratio and RH on evaporation rate of concrete exposed to solution(w(Na2SO4)=5%)

(1)與圖3曲線相比,圖4的顯著特征是水分蒸發(fā)速率達(dá)到峰值后迅速下降,這表明混凝土內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生明顯改變.而引起混凝土孔隙結(jié)構(gòu)改變的原因只有2種可能：Na2SO4鹽結(jié)晶破壞和Na2SO4化學(xué)侵蝕破壞.如果是鹽結(jié)晶破壞,會(huì)導(dǎo)致混凝土中孔徑增大,孔隙率增大,連通孔增加[13,15],水分蒸發(fā)速率應(yīng)該是增大而不是降低;如果是化學(xué)侵蝕破壞,就會(huì)生成化學(xué)侵蝕產(chǎn)物,細(xì)化與填充孔隙結(jié)構(gòu),從而使水分蒸發(fā)速率降低.從圖4中水分蒸發(fā)速率的變化規(guī)律可知,混凝土中孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的原因應(yīng)該是發(fā)生了化學(xué)侵蝕破壞.

(2)與水灰比為0.5的混凝土水分蒸發(fā)速率相比,水灰比為0.6的混凝土水分蒸發(fā)速率較大,并且在達(dá)到峰值后的下降速率顯著較大,這說(shuō)明混凝土水灰比越大,在Na2SO4侵蝕過(guò)程中的孔隙結(jié)構(gòu)變化越明顯.

(3)環(huán)境相對(duì)濕度越大,混凝土水分蒸發(fā)速率越小.

不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Na2SO4溶液對(duì)混凝土水分蒸發(fā)速率的影響如圖5、6所示.由圖5、6可見(jiàn)：與純水中的試件相比,受質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、5%Na2SO4溶液侵蝕的試件其水分蒸發(fā)速率峰值較低,水分蒸發(fā)速率下降時(shí)間較早;當(dāng)水分蒸發(fā)速率達(dá)到峰值后即顯著下降,且Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,試件的水分蒸發(fā)速率越低.試驗(yàn)結(jié)果表明,孔隙中的化學(xué)反應(yīng)在Na2SO4溶液浸泡開(kāi)始時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始,Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,對(duì)孔隙的堵塞作用越大.

圖5 環(huán)境相對(duì)濕度為35%條件下,Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)水灰比0.5混凝土水分蒸發(fā)速率的影響Fig.5 Influence of w(Na2SO4) on the evaporation rate of concrete with 0.5 water -cement ratio under RH is 35%

圖6 環(huán)境相對(duì)濕度為55%條件下,Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)水灰比0.6混凝土水分蒸發(fā)速率的影響Fig.6 Influence of w(Na2SO4) on the evaporation rate of concrete with 0.6 water-cement ratio under RH is 55%

2.2 核磁共振孔隙結(jié)構(gòu)分析

顯然,混凝土水分蒸發(fā)速率發(fā)生變化的原因是因?yàn)榛炷羶?nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化.為了分析半浸泡混凝土水分蒸發(fā)區(qū)中水分蒸發(fā)速率發(fā)生變化的內(nèi)在原因,通過(guò)低場(chǎng)核磁共振試驗(yàn)測(cè)試了侵蝕1000h 后,表3中第3組和第6～11組混凝土試件的孔隙結(jié)構(gòu).

Rahmande模型[21]認(rèn)為,只有孔徑超過(guò)120～160nm且連續(xù)的孔隙才會(huì)發(fā)生滲透,因此可以假設(shè)孔徑大于160nm的孔隙全部是連通孔隙.根據(jù)核磁共振測(cè)試結(jié)果,統(tǒng)計(jì)了各組混凝土中孔徑大于160nm 的連通孔隙百分比φl(shuí)arge/φtotal和總孔隙率φtotal,結(jié)果見(jiàn)表4.

由表4可見(jiàn)：

(1)當(dāng)混凝土試件水灰比為0.5時(shí),與純水相比,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的Na2SO4溶液使混凝土孔隙率降低,大孔比例(孔徑大于160nm)降低,孔徑細(xì)化;當(dāng)混凝土試件水灰比為0.6時(shí),與純水相比,Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,混凝土孔隙率越低,大孔比例越低.這說(shuō)明混凝土并沒(méi)有發(fā)生鹽結(jié)晶破壞,如果產(chǎn)生鹽結(jié)晶膨脹,應(yīng)該是孔徑增大、孔隙率增大.

表4 孔隙結(jié)構(gòu)核磁共振測(cè)試結(jié)果

(2)環(huán)境相對(duì)濕度對(duì)多孔材料產(chǎn)生鹽結(jié)晶破壞的影響特點(diǎn)是[14-15]：環(huán)境相對(duì)濕度越大,材料水分蒸發(fā)越慢,水分蒸發(fā)速率越低,從而越難在材料內(nèi)形成干濕界面過(guò)飽和濃度區(qū)并產(chǎn)生鹽結(jié)晶,鹽結(jié)晶破壞程度越小.而本試驗(yàn)中環(huán)境相對(duì)濕度越大,混凝土水分蒸發(fā)速率越小的原因是：浸泡過(guò)程中由于混凝土孔隙率降低,大孔比例降低,從而阻礙了水分的蒸發(fā).因此,本試驗(yàn)結(jié)果不符合燈芯效應(yīng)的傳輸原理.

(3)將表4中連通孔隙百分比φl(shuí)arge/φtotal和侵蝕后期的穩(wěn)定水分蒸發(fā)速率vS繪制成關(guān)系圖(見(jiàn)圖7),可直觀看出各試件的穩(wěn)定水分蒸發(fā)速率與試件中孔徑大于160nm的大孔比例正相關(guān),說(shuō)明水分蒸發(fā)速率的減小是因?yàn)檫B通孔隙數(shù)量(面積)減少所致.

圖7 混凝土試件(RH=55%,mW/mC=0.6)在不同Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)下連通孔隙百分比與穩(wěn)定水分蒸發(fā)速率的對(duì)應(yīng)關(guān)系Fig.7 Corresponding relationship between φl(shuí)arge/φtotal and vS of concrete(RH=5%, mW/mC=0.6) under different w(Na2SO4)

綜合上述半浸泡混凝土宏觀水分蒸發(fā)速率和內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)變化的試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),半浸泡混凝土中Na2SO4溶液傳輸過(guò)程并不符合多孔材料中鹽溶液燈芯效應(yīng)傳輸?shù)幕咎卣?主要表現(xiàn)在兩方面：(1)Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,侵蝕后的混凝土孔隙率越低,大孔比例越低,從而使其水分蒸發(fā)速率降低;(2)環(huán)境相對(duì)濕度越大,侵蝕后的混凝土孔隙率越低,大孔比例越低,從而使其水分蒸發(fā)速率降低.

當(dāng)混凝土半浸泡在Na2SO4溶液中時(shí),引起混凝土水分蒸發(fā)區(qū)內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)變化的原因?yàn)槲锢睇}結(jié)晶破壞和化學(xué)侵蝕破壞.既然半浸泡混凝土中Na2SO4溶液的傳輸過(guò)程不符合多孔材料中鹽溶液燈芯效應(yīng)傳輸?shù)幕咎卣?說(shuō)明在混凝土內(nèi)并沒(méi)有發(fā)生物理鹽結(jié)晶破壞,而是發(fā)生了化學(xué)侵蝕破壞.為了證明這一論點(diǎn),就要證明在半浸泡混凝土中生成了化學(xué)侵蝕產(chǎn)物.因此,下面將通過(guò)X射線衍射(XRD)分析,檢驗(yàn)混凝土中的化學(xué)侵蝕產(chǎn)物.

2.3 XRD產(chǎn)物分析

分別選取第9～11組混凝土試件中的磨細(xì)水泥漿樣品進(jìn)行XRD分析,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖8.

圖8 第9～11組樣品的XRD圖譜Fig.8 XRD patterns of specimen No.9-11

XRD分析樣品雖然除掉了粗骨料和細(xì)骨料,但畢竟不是純的水泥漿,其衍射峰的高低不能精確表示產(chǎn)物生成量的多少,但能根據(jù)其峰值高低進(jìn)行對(duì)比分析.圖8中第9組樣品取自于半浸泡在純水中的試件,其XRD圖譜中也有一定的鈣礬石峰,這是因?yàn)榕渲苹炷恋乃嗪?.37%的Al2O3和2.06%的SO3,在水泥水化過(guò)程中有一定量的鈣礬石生成.第10、11組樣品的XRD圖譜中出現(xiàn)了較強(qiáng)的鈣礬石衍射峰,這說(shuō)明半浸泡在Na2SO4溶液中的混凝土發(fā)生了化學(xué)侵蝕,主要生成了鈣礬石和微量石膏等化學(xué)侵蝕產(chǎn)物;生成的化學(xué)侵蝕產(chǎn)物填充在孔隙中,使孔徑細(xì)化、孔隙率降低,從而降低了水分蒸發(fā)速率.Na2SO4溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快,侵蝕產(chǎn)物越多,水分蒸發(fā)速率降低得越明顯.當(dāng)外界相對(duì)濕度增高時(shí),混凝土內(nèi)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的Na2SO4溶液區(qū)范圍將增大[14-15],發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的范圍也增大,從而使其孔隙率降低,大孔比例降低,水分蒸發(fā)速率降低,這與文獻(xiàn)[13]中的試驗(yàn)結(jié)果一致,即：環(huán)境相對(duì)濕度越大,半浸泡混凝土中水分蒸發(fā)區(qū)破壞范圍越大.

如前所述,燈芯效應(yīng)是多孔材料鹽風(fēng)化破壞產(chǎn)生的內(nèi)在原因,多孔材料鹽風(fēng)化是多孔材料鹽結(jié)晶破壞中的一種常見(jiàn)情況(干縮循環(huán)也可以發(fā)生鹽結(jié)晶).當(dāng)多孔材料半浸泡在鹽溶液中時(shí),蒸發(fā)區(qū)內(nèi)部發(fā)生鹽結(jié)晶,產(chǎn)生鹽結(jié)晶破壞.而多孔材料內(nèi)部產(chǎn)生鹽結(jié)晶破壞的前提是多孔材料與鹽溶液之間是一種惰性關(guān)系[22],那么燈芯效應(yīng)發(fā)生的前提也應(yīng)該是多孔材料與鹽溶液之間是一種惰性關(guān)系.在本文中,為了試驗(yàn)需要,將試件放置在了一個(gè)密封容器中,容器中空氣少,混凝土受碳化作用弱.在實(shí)際工程中,混凝土受碳化作用,在內(nèi)外半浸泡方式(如隧道襯砌混凝土)下,當(dāng)硫酸鹽溶液從混凝土內(nèi)部滲透至混凝土外部時(shí),才會(huì)在惰性的碳化混凝土表層內(nèi)產(chǎn)生鹽結(jié)晶破壞[23-24].因此,本文研究結(jié)果證明了在內(nèi)外半浸泡方式下,在混凝土受硫酸鹽影響的過(guò)程中,其破壞機(jī)理更側(cè)重于化學(xué)侵蝕破壞.

3 結(jié)論

(1)半浸泡混凝土中硫酸鈉溶液的傳輸特點(diǎn)是：混凝土半浸泡在Na2SO4溶液中,水分蒸發(fā)速率先增大、達(dá)到峰值后下降;外界環(huán)境相對(duì)濕度降低、混凝土水灰比增大時(shí),隨著鹽溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大,混凝土孔隙率下降、孔徑細(xì)化,水分蒸發(fā)速率降低.這些結(jié)果不符合多孔材料鹽結(jié)晶產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)理——燈芯效應(yīng)的傳輸原理.

(2)導(dǎo)致半浸泡混凝土水分蒸發(fā)速率隨時(shí)間延長(zhǎng)、環(huán)境相對(duì)濕度降低、水灰比增大、鹽溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低的原因是：在混凝土中發(fā)生了化學(xué)侵蝕破壞,生成鈣礬石和石膏等產(chǎn)物,從而使孔徑細(xì)化、孔隙率降低,水分蒸發(fā)受到阻礙.

(3)鹽溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,化學(xué)反應(yīng)程度越大,混凝土水分蒸發(fā)受到的阻礙作用越嚴(yán)重,水分蒸發(fā)速率越低;環(huán)境相對(duì)濕度越大,混凝土中的化學(xué)反應(yīng)范圍越大,水分蒸發(fā)受到的阻礙作用越嚴(yán)重,水分蒸發(fā)速率也越低.