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| 硫酸盐侵蚀盾构隧道管片时变损伤特性及耐久性研究 |
| 黄昌富1 孙丹丹1 郑太毅1 刘中欣1 焦雷1 周雄2 |
1. 中铁十五局集团有限公司，上海 200070
2. 中国地质大学,北京 100083 |
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| Time-varying damage characteristics and durability of shield tunnel segments under sulfate attack |
| Huang Changfu1 Sun Dandan1 Zheng Taiyi1 Liu Zhongxin1 Jiao Lei1 Zhou Xiong2 |
1. China Railway 15 Bureau Group Corporation Limited, Shanghai 200040, China
2. China University of Geosciences, Beijing 100083, China |
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摘要 盾构隧道长期处于腐蚀性海水或地下水环境中，硫酸盐侵蚀是造成管片混凝土损伤的重要原因。通过研究腐蚀环境中盾构隧道管片采用普通硅酸盐混凝土、掺合料改性混凝土，在5g/L，10g/L和50g/L不同浓度硫酸钠侵蚀溶液中混凝土质量变化率和线膨胀率随时间的变化规律，结合背散射电镜等微观手段，探究了管片混凝土结构特别是混凝土界面过渡区在硫酸盐侵蚀前后孔结构和侵蚀产物随侵蚀深度的变化过程，分析了掺合料对混凝土界面微观结构的改善作用，掌握了硫酸盐侵蚀环境下盾构管片混凝土结构的时变损伤规律。结果表明：管片混凝土在高浓度硫酸盐溶液侵蚀下，混凝土的线膨胀率明显高于低浓度硫酸盐侵蚀条件，侵蚀150-200天左右由于裂纹的生成侵蚀不断加速，膨胀率明显增大；矿粉和粉煤灰的加入对混凝土膨胀有显著的改善效果，膨胀率分别降低约16%和33%；根据背散射电镜结合EDS点分析结果，掺杂在水化硅酸钙凝胶孔中的钙钒石对混凝土膨胀性能具有直接作用，随着硫酸盐侵蚀反应的发生，C-S-H凝胶孔中的单硫型水化硫铝酸钙逐渐转换为钙钒石；由于钙钒石早期的填充作用以及后期裂纹的不断生成，混凝土表层的界面过渡区孔隙率随硫酸盐侵蚀先降低后逐渐增加。
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| 关键词 ：
盾构管片,
混凝土,
硫酸盐,
钙矾石,
损伤开裂
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| Key words：
shield segments
concrete
sulfate attack
ettringite
damage and cracks
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