混凝土在机场除冰液作用下的抗腐蚀性

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为了保证寒冷地区飞机的飞行安全,需要大量使用以乙二醇为主要成分的飞机除冰液(Aircraft Deicer,AD)和以醋酸钙镁(calcium magnesium acetate,CMA)为主要成分的机场道面除冰液(Airfield Pavement Deicer,APD)。在喷洒除冰液的低洼积水地区,道面普遍出现混凝土表面砂浆剥落、石子暴露现象,因此非常有必要开展水泥混凝土在AD和APD作用下的抗腐蚀性研究。本文采用高效减水剂、引气剂、粉煤灰(Fly ash, FA)、纤维及混杂纤维和不同品种的水泥,制备出普通混凝土(Ordinary Portland cement concrete, OPC)、波特兰水泥高性能混凝土(Highperformance concrete, HPC-P Ⅱ)和抗硫酸盐水泥高性能混凝土(High performance concrete,HPC-P HSR)3个系列共13个配合比的混凝土试件,以水、3.5%NaCl溶液、3.5%~25%AD、25%LBR-A除冰液(商用飞机除冰液)和3.5%~25%CMA作为浸泡介质,进行长达4年的长期浸泡腐蚀试验,跟踪测定了混凝土试件外观剥落特征、质量变化和相对动动弹性模量,比较了不同混凝土在不同介质中的抗腐蚀性能,分析了FA、水泥品种、聚丙烯纤维(Polypropylene fiber,PF)、改性聚酯纤维(Modified Polyester Fiber, MPF)和混杂纤维对混凝土抗腐蚀性的影响,得出以下主要结论:(1)在浓度为3.5%~25%的AD溶液作用下,AD对混凝土的腐蚀随着其浓度的升高而增强,但其腐蚀破坏作用并不严重,即使在浓度为25%的AD溶液中侵蚀1500d,OPC的相对动弹性模量仍然保持在90%以上,不同系列HPC的相对动弹性模量保持在95%以上。(2)商用飞机除冰液LBR-A对混凝土的腐蚀性高于AD。混凝土在25%LBR-A除冰液的浸泡过程中质量都表现出现先增加后降低的趋势。浓度为25%的LBR-A除冰液对OPC的腐蚀比较严重,其腐蚀特征是边角剥落,1500d时其质量损失率为2%,但其相对动弹性模量始终保持在90%以上;浓度为25%的LBR-A除冰液对HPC的腐蚀剥落比较轻,1500d时HPC的质量损失率在0.43%以内,相对动弹性模量保持在95%以上。(3) CMA机场道面除冰液对混凝土具有较强的腐蚀破坏作用,其破坏特征以表面逐层剥落为主,而且,混凝土的腐蚀破坏程度随着腐蚀时间的延长和CMA溶液浓度的增大而加剧。低浓度CMA溶液对混凝土的腐蚀比较轻微。(4)浓度为25%的CMA溶液对OPC具有非常严重的腐蚀破坏,对于P·II水泥HPC的腐蚀作用最小,对P·HSR水泥HPC的腐蚀破坏介于两者之间。(5)在25%CMA溶液作用下,FA掺量对混凝土抗腐蚀性有重要影响,HPC掺加40%FA的抗腐蚀效果要优于掺量20%,建议掺加40%FA来改善HPC的抗CMA腐蚀性,相同掺量的FA对P Ⅱ水泥HPC的抗腐蚀性的改善效果明显优于对P HSR水泥HPC的改善效果。(6)以乙二醇为主要成分的AD对混凝土的破坏以冻融破坏为主,以CMA为主要成分的APD对混凝土的破坏以腐蚀破坏为主。因此,对于我国北方地区使用飞机除冰液和机场道面除冰液的民用和军用机场,为了提高跑道、滑行道和停机坪等水泥混凝土道面的耐久性,建议采用P·II水泥配制HPC,并且必须掺加40%FA。
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