事故简介
格尔木察尔汗钾肥供电线路水泥混凝土电杆,使用一年后发现电线杆出现纵向裂缝。两年后,位于盐渍土地里166根12m长锥形杆中,85%出现不同程度的纵向裂缝和螺旋筋外露,混凝土表面呈现锈斑,电杆迎风面,从顶到下同时出现裂缝,单条裂缝长度在1m以上,宽度在0.2mm以上的约占41%。
原因分析
格尔木地处我国西部盐碱地区,土壤中含有大量硫酸盐,如MgSO4、Na2SO4、K2SO4和CaSO4。这些盐类的溶液被混凝土吸收后,会产生两种腐蚀破坏作用:一种是溶解性腐蚀,即将混凝土中可溶物带出表面,降低混凝土的密实性;另一种是盐碱中某些矿物成分发生物理、化学变化,生成新的水化产物产生膨胀破坏,使混凝土开裂,这又促进了外部硫酸根离子不断向内部扩散渗透,如此循环下去,混凝土结构很快就会劣化破坏。
事故处理
此种破坏只能选择重新浇筑混凝土。
预防措施
有抗硫酸盐要求的混凝土可分为:KS30、KS60、KS90、KS120、KS150、>KS150六个级别。抗蚀系数K=R液/R水,R液为试件在3%Na2SO4溶液中养护28d的抗折强度;R水为20℃水中同龄期的抗折强度。其配制要求如下:(www.daowen.com)
1)水泥品种。水泥品种是构件抗硫酸盐腐蚀的关键,因此抗硫酸盐级别高的混凝土应选用抗硫酸盐水泥。我国抗硫酸盐水泥的标准号是GB748,中、高等级抗硫酸盐水泥中C3A最大含量分别为5%和3%。
2)选用矿物拌合物。
①首选矿渣超细粉(控制SiO2≤34%,Al2O3≤14%,CaO≤25%,比表面积为4500~5000cm2/g)取代60%~70%水泥,此种矿渣具有很强的抗硫酸盐能力。
②硅粉:控制SiO2≥85%,可取代水泥量10%~15%。
③粉煤灰:根据R值判断抗硫酸盐性能,R越高,混凝土抗硫酸盐侵蚀的效果越差。R=(C-5)/F,式中C为粉煤灰中CaO含量(%),F为Fe2O3含量(%)。当R>3.0时,抗硫酸盐效果降低;当1.5<R<3.0时,无明显改善;当0.75<R<1.5时,中等改善;当R<0.75时,相当大改善。因此R应<1.5,可掺40%~50%粉煤灰,但作者建议尽量采用70%矿渣超细粉方案。据资料介绍,矿渣含量在70%时,无论水胶比为多少,完全可以抵抗硫酸盐的腐蚀破坏。
3)尽量控制混凝土水胶比在0.42以下,以减少混凝土内部毛细管孔隙,使腐蚀性介质难以扩散渗透入混凝土内部。
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