碳酸性水環境下隧洞襯砌結構劣化機制研究
摘要：不同于地上混凝土結構,隧洞襯砌結構會受到碳酸性水環境的影響,其劣化機制與大氣環境中碳化作用存在明顯的差異。為揭示碳酸性水環境作用下隧洞襯砌結構的劣化機制,開展了大氣環境和碳酸性水環境下水泥砂漿室內加速侵蝕試驗研究,研究結果表明:碳酸性水環境中水泥砂漿的碳化深度明顯小于大氣環境中的碳化深度,其碳化系數僅為大氣環境中的0.18倍;大氣環境下碳化作用導致水泥砂漿中孔體積減小,其單軸抗壓強度和彈性模量均有明顯提高,而碳酸性水環境加劇Ca元素流失,其碳化作用導致碳化層中Ca元素含量較低,從而破壞了水泥砂漿孔隙結構,導致水泥砂漿孔體積增加,最終碳酸性水環境導致水泥砂漿單軸抗壓強度和彈性模量均降低,其中彈性模量降低幅度較大。研究結果揭示了碳酸性水環境會加速隧洞襯砌結構中Ca元素流失,造成孔隙增加而強度降低,最終導致隧洞襯砌結構劣化,從而影響隧洞襯砌結構長期安全運行。
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