混凝土在机场除冰液作用下的抗腐蚀性

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 混凝土在机场除冰液作用下耐久性的研究现状
• 1.2.1 飞机除冰液作用下的抗冻性
• 1.2.2 机场道面除冰液作用下的抗冻性
• 1.2.3 机场道面除冰液作用下的抗腐蚀性
• 1.2.4 飞机除冰液作用下的抗腐蚀性
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 原材料与试验方法
• 2.1 引言
• 2.2 原材料与配合比
• 2.2.1 混凝土原材料
• 2.2.2 腐蚀介质
• 2.2.3 混凝土配合比
• 2.3 试验内容及方法
• 2.3.1 实验内容
• 2.3.2 试验方法
• 2.3.3 混凝土耐久性指标
• 第三章 混凝土在飞机除冰液作用下的腐蚀性
• 3.1 引言
• 3.2 混凝土在飞机除冰液中的腐蚀性
• 3.2.1 OPC
• 3.2.2 HPC-P·II
• 3.2.3 HPC-P·HSR
• 3.3 混凝土在商品飞机除冰液中的外观腐蚀特征
• 3.4 OPC 在 AD 作用下的破坏原因比较研究
• 3.5 本章小结
• 第四章 混凝土在机场道面除冰液作用下的腐蚀性
• 4.1 引言
• 4.2 OPC 在 CMA 中的抗腐蚀性
• 4.3 HPC 在 CMA 中的抗腐蚀性
• 4.3.1 HPC-P·II
• 4.3.2 HPC-P·HSR
• 4.4 混凝土在 CMA 中的腐蚀破坏特征
• 4.4.1 OPC
• 4.4.2 HPC-P·II
• 4.4.3 HPC-P·HSR
• 4.4.4 HPC2-P·II 与 HPC5-P·HSR 的抗腐蚀性比较
• 4.5 OPC 在 APD 作用下的破坏原因比较研究
• 4.6 本章小结
• 第五章 机场道面混凝土腐蚀破坏的影响因素及其规律性
• 5.1 水泥品种对抗腐蚀性的影响
• 5.2 粉煤灰掺量对抗腐蚀性的影响
• 5.3 增强纤维对抗腐蚀性的影响
• 5.3.1 聚丙烯纤维
• 5.3.2 改性聚酯纤维
• 5.3.3 混杂纤维
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 全文总结
• 6.1.1 混凝土在飞机除冰夜作用下的抗腐蚀性
• 6.1.2 混凝土在 CMA 作用下的抗腐蚀性
• 6.1.3 提高机场道面水泥混凝土抗 APD 腐蚀性的措施
• 6.2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文和研究成果