从表2可以看出,掺加活性掺合料(单掺粉煤灰、单掺矿渣和双掺粉煤灰矿渣)的混凝土试件,无论在3 .5%NaCl溶液中还是饱和Ca(OH)2溶液中,其混凝土试件电阻和混凝土试件开裂时的累积电量均得到较大增加。在单掺粉煤灰和单掺矿渣的混凝土试件中,单掺磨细矿渣的混凝土试件电阻最大,直到其他各组混凝土试件开裂,而单掺磨细矿渣的混凝土试件仍完好无损,这表明单掺磨细矿渣对地铁混凝土抗杂散电流效果最明显。

　　2.4　活性掺合料对地铁混凝土杂散电流的抑制机理

　　杂散电流对埋地金属管线和混凝土主体结构中钢筋的腐蚀是一种电化学腐蚀,其发生的机理是混凝土中钢筋钝化膜由于杂散电流的长期作用,其钝化膜电阻Rc显著下降,使电极电位较低的金属Fe失去电子被氧化成Fe2+,同时金属周围介质中电极电位较高的非金属H+或O2得到电子而被还原,形成电池反应,导致钢筋产生锈蚀而体积膨胀,其膨胀压力超过混凝土极限拉应力时就会使混凝土结构开裂。掺加活性掺合料(磨细矿渣和粉煤灰)后,其钢筋钝化膜电阻Rc得到较大提高,从而使地铁混凝土的抗杂散电流能力显著增强[10,11]。

　　3 结论

　　通过掺加磨细矿渣和粉煤灰的C30混凝土与基准混凝土的对比试验,可得出以下结论:

　　1 要提高混凝土的抗杂散电流能力,抵御钢筋锈蚀体积膨胀从而提高混凝土的抗裂能力,就需要提高混凝土的阻抗,增加其开裂时的累积电量,因此混凝土电阻就成为衡量混凝土抗杂散电流腐蚀的重要参数。

　　2 磨细矿渣和粉煤灰对地铁杂散电流腐蚀有明显的抑制作用。在本次试验中,混凝土中掺加56%～65%的磨细矿渣和粉煤灰可比同水胶比基准混凝土的电阻增大1 4倍～4 7倍,其中掺加磨细矿渣的Dk2混凝土试件电阻为基准混凝土试件D0的4 7倍,能大大降低杂散电流,减小电化学腐蚀的速率。

　　3 地铁工程所采用的水胶比0 38的C30泵送混凝土是一种“长寿”混凝土[12],优化其矿渣微粉、粉煤灰的掺量,可使混凝土抗地铁杂散电流腐蚀能力比同水胶比基准混凝土提高6倍～8倍。

　　4 由杂散电流腐蚀导致的混凝土开裂,主要原因不是电流导致发热造成的温度差,混凝土开裂的主要原因是钢筋腐蚀产物膨胀。混凝土开裂与杂散电流的累积电量有关,在本次试验中,掺加活性掺合料的混凝土试件开裂时的腐蚀电量在2856mAh～952mAh范围以内,均比同水胶比的基准混凝土试件D0开裂时的累积电量增加1.1倍～2.0倍。

　　地铁工程所外泄的杂散电流具有不均匀性,间断性,以及地铁设备质量的不稳定性,因此该地铁工程采用的抗杂散电流腐蚀性强的双掺(磨细矿渣和粉煤灰)技术,以及选用了经理论和试验证实的“长寿混凝土”(水胶比0.38)这两项材料措施,结合地铁杂散电流的防护技术等工艺措施,提高混凝土阻抗和耐腐蚀累积电量,可极大提高该地铁工程的钢筋混凝土抗杂散电流的耐久性。

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