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渠系混凝土抗硫酸盐侵蚀的措施浅析

栏目:农林鱼水论文发布:2012-08-27浏览:2477下载256次收藏

 1 前言  

    我市地处亚热带海洋性季风气候区,多年平均降雨量 1560mm ,人均水资源占有量1171方/人,约为全国的1/2,全省的1/3,属中度缺水地区。从水资源区域分布看,我区相对人均水资源占有量更低,仅为323方。最大区域之值与最小区域之值相差5—7倍,东南沿海明显低于西北部山区,水资源紧缺已严重制约到我区国民经济的可持续发展。在我区的用水结构中,农业用水是大户,占全区用水总量的74%,其中农田灌溉用水量占农业用水量的90%~95%。但目前我区灌区渠系水的利用系数平均只有0.46,有效利用率只有30%左右,不及先进国家的一半。其中减少灌溉渠系输水过程中的水量蒸发和渗漏损失是发展节水农业的一个重要环节。目前灌区每年由于渠道渗漏损失的水量占我区用水总量的33%,其中渠道衬砌混凝土由于各种耐久性原因而导致结构破坏进而发生渗漏的占相当一部分。在我区沿海几个乡镇,灌溉水源及土壤中的硫酸盐对渠道混凝土的化学侵蚀就非常严重,导致这些地区的混凝土工程运行一年后就遭到破坏。提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀对于提高输水工程的有效性、发展这些地区的节水农业无疑意义重大。  

    2渠系混凝土的运行环境与硫酸盐侵蚀  

    渠道衬砌混凝土的运行环境和使用环境与其他工程的混凝土完全不同,渠道衬砌混凝土长期与流动的水接触,其运行环境比一般的民用建筑混凝土要严酷得多,经常由于耐久性原因如干湿循环、水中化学物质侵蚀、裂缝等导致混凝土破坏,因此对渠道衬砌混凝土的耐久性提出更高的要求。同时大多数渠道砌衬混凝土是现场浇筑的薄层结构,还要受地下土壤存在的化学物质的侵蚀。所以,渠道衬砌混凝土是在水、气、土壤组成的一个动态环境中运行。然而长期以来,对渠道衬砌混凝土的耐久性考虑较少,没有引起足够重视,这与恶劣的运行环境是不相符的。  

    混凝土的硫酸盐侵蚀是比较严重的一种混凝土劣化现象,混凝土遭受硫酸盐破坏的实质是环境中的so42-进入混凝土内部,与水泥石的某些级组分(ca(oh)2、c3ah)发生化学反应,生成一些难溶的盐类矿物,吸水而产生体积膨胀;当膨胀应力超过混凝土的抗拉强度时,导致了混凝土的破坏。相对而言,渠系混凝土的硫酸盐侵蚀由于其特殊的运行环境,比一般混凝土的硫酸盐侵蚀问题更为复杂。主要表现在侵蚀性硫酸盐的种类、来源及多种耐久性因素的共同作用。  

    对渠系混凝土有侵蚀性的硫酸盐主要来自外部环境,如大气环境、污水排放以及土壤中的硫酸根离子。由于污染源不同,水中除so42-外还含有大量对混凝土有害的其他离子。如灵川、东海等沿海乡镇的污染,其污染物除so42-外还含有大量的cl-(沿海大气环境),阳离子种类有na+ 、ca2+、mg2+等;部分工业排放的污染物伴有大量的酸性物质,通过地下水侵蚀周边土壤,影响其酸碱度,对混凝土造成酸性和硫酸盐的双重腐蚀。  

    多因素共同作用是渠系混凝土硫酸盐侵蚀的又一特征。裂缝的存在与流动的水使侵蚀速度大大加快,干湿循环使硫酸根离子在局部富集以及hco3+、cl-、mg2-等不同离子的存在使侵蚀原因呈多样化。因此,渠系混凝土的硫酸盐侵蚀往往与多个耐久性问题共同发生作用。  

    3 渠系混凝土抗硫酸盐侵蚀的措施分析

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