盐湖地区的土壤、湖泊及地下水中富含氯离子，氯离子将沿着混凝土表面孔隙及微裂缝入侵到内部钢筋处，并在钢筋界面处逐渐积累，当钢筋表面的氯离子浓度逐渐增大最终达到侵蚀临界浓度时，钢筋发生膨胀腐蚀，周围混凝土承受膨胀拉应力，当超过混凝土的极限拉应力时，混凝土开裂，微裂缝延伸扩展，成为有害介质侵入的主要通道^[1]，因此钢筋混凝土结构易遭受严重腐蚀破坏，缩短建筑物寿命。将水泥基灌浆料通过一定的施工工艺涂覆于湿润的混凝土表面，可防止有害离子入侵，从而达到保护钢筋混凝土结构的目的。

　　 目前，对水泥基灌浆料受氯离子侵蚀的力学性能研究较少。Longyuan Li等^[2]基于水泥基材料的氯化物渗透迁移模型，研究了氯化物在水泥基材料中的渗透性与其孔隙大小及分布的关系。G.de Vera等^[3]在氯离子环境下，通过建立三种模型预测钢筋混凝土结构中钢筋的钝化时间，从而为解决防腐问题提供一定的数据参考。Wenjun Zhu等^[4]研究了氯化物渗透对钢筋混凝土梁使用性能的影响，结果表明，氯化物腐蚀将严重影响梁的适用性。杨医博等^[5]采用大掺量矿渣微粉、大粒径骨料、低砂率和低坍落度混凝土来解决抗氯盐高性能混凝土在大体积混凝土中应用的难题。梁松等^[6]采用测定混凝土中氯离子渗透深度的方法，研究大掺量矿渣微粉混凝土和大掺量复合矿渣微粉混凝土的抗氯离子侵蚀性能，并与纯水泥混凝土进行对比，结果表明，采用大掺量复合矿渣微粉是一种提高混凝土抗氯离子侵蚀能力的有效手段。赵军等^[7]测定了不同水泥的氯离子非稳态扩散系数，结果表明，硫铝酸盐水泥是抵抗氯盐侵蚀较为理想的一种胶凝材料。张君等^[8]通过施加弯曲荷载，预先在混凝土梁中产生宽度不等的裂缝或不同的拉应变损伤，然后以3%NaCl溶液连续浸泡或干湿循环方法对混凝土梁进行氯离子侵蚀。

　　 在青海盐湖地区，只有在水位变动的范围内，混凝土结构才可能遭受氯盐的干湿循环侵蚀破坏。鉴于目前关于水泥基灌浆料抗氯离子侵蚀试验没有相关的标准方法，为模拟当地的实际情况，采用不同氯离子浓度下长期浸泡水泥基灌浆料试件，研究不同氯离子浓度的溶液对水泥基灌浆料的侵蚀破坏作用;并在此基础上研究了在冻融循环试验下氯离子对水泥基灌浆料侵入深度的影响。

　　 水泥:采用32.5R复合硅酸盐水泥，其各项指标均符合规范要求，水泥物理力学性能指标见表1。粉煤灰:Ⅱ级粉煤灰，由陕西某电厂生产，其性能指标见表2。硅灰:采用的是由甘肃某公司生产的S90级硅灰，其性能指标见表3。砂:普通河砂，利用筛子剔除粒径为2.5mm以上的颗粒，表观密度为2 653kg/m³，细度模数为2.67，属中砂，级配良好。水:西安自来水。膨胀剂:采用西安某混凝土外加剂厂生产的UEA高效混凝土膨胀剂。减水剂:聚羧酸高效减水剂，固含量为20%，淡黄色液体，由西安某公司生产。消泡剂:采用某公司生产的B-860消泡粉，主要用于减少灌胶料在搅拌过程中形成的气泡，提高其密实性，改善其表面特征。

　　 试件成型过程:先将水泥、粉煤灰、硅灰等粉体材料充分搅拌30s后，再将水和减水剂的均匀拌合物加入其中，按照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T 17671—1999)^[9]进行水泥基灌浆料的搅拌。搅拌结束后立即进行初始流动度的测试及30min流动度保留值的测试，灌浆料装模时无需插捣，自然成型，灌浆料装模后静置24h，然后进行拆模，再将试件放在标准条件下养护到规定龄期后进行抗折和抗压强度试验。

　　 选用3组配合比进行试验，其配合比设计如表4所示。

　　 由于水泥基灌浆料中的最大骨料粒径小于4.75mm，故其抗折强度的测试按照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T 17671—1999)进行，试件为尺寸40mm×40mm×160mm的棱柱体试件，每组三块，试验验仪器为DKZ-5000电动抗折试验机。采用一组试件测定值的平均值作为灌浆料试件的抗折强度，当三个测定值中有一个超出平均值±10%时，剔除这个值后取剩余两个测定值的平均值作为最终的抗折强度。

　　 水泥基灌浆料试件抗压强度的测试也按照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T 17671—1999)进行，利用抗压模具对经过抗折的试件进行抗压试验，试件受压面积为40mm×40mm，试验仪器为WAW-1000微机控制电液伺服万能试验机。

　　 按照以下公式计算水泥基灌浆料试件的抗压强度值:

　　 式中:f_cc为水泥基灌浆料试件的抗压强度值，MPa，计算结果精确至0.1MPa;F为试件的破坏荷载，N;A为试件的承压面积，mm²。

　　 以一组六块试件的平均测定值作为其抗压强度，当六个测定值中有一个超出其平均值±10%时，剔除这个值后取剩余五个测定值的平均值作为其抗压强度，若这五个测定值中还有一个值超出其平均值±10%时，则本次抗压结果无效。

　　 配制浓度分别为10%,15%及20%的三种NaCl盐溶液，将制作好的水泥基灌浆料试件(40mm×40mm×160mm)置于其中，见图1，测试水泥基灌浆料试件的抗折和抗压强度，并计算其抗折耐蚀系数、抗压耐蚀系数。鉴于浸泡前期，发现Na Cl盐溶液对试件的影响程度较小，测试周期为前两个月每月测一次，从第3个月开始，每两个月测一次。随着侵泡时间的继续增长，Na Cl溶液对水泥基灌浆料试件的破坏程度越来越严重，故测试周期调整为每月测试一次，即从第6个月开始每月测试一次。本试验中水泥基灌浆料试件侵泡时间长达9个月。

　　 采用硝酸银显色法进行氯离子侵蚀深度的测定，这是一种简单而快捷的方法。具体测定方法如下:取出经过一定时间氯离子侵蚀的试件，使其表面自然晾干;然后将试件在抗折试验机上折断，在其断面上立即喷涂浓度为0.1mol/L的AgNO₃溶液显色指示剂，最后用游标卡尺测量侵蚀深度，每个试件至少测试5个测点，以平均值作为最终侵蚀深度，见图2。

　　 抗氯离子侵蚀试件分别在10%,15%,20%NaCl溶液中经过1个月、2个月、4个月、6个月、7个月、8个月和9个月侵蚀后测试其强度。三组不同配合比的水泥基灌浆料试件的抗氯离子侵蚀试验计算结果见表5～7。其中，抗折耐蚀系数K_f1=f_cn1/f_c01,K_f1为水泥基灌浆料抗折耐蚀系数，%;f_cn1为水泥基灌浆料试件经过n个月长期氯离子侵蚀后的抗折强度测定值，MPa)，精确至0.1MPa;f_c01为水泥基灌浆料对比组试件的抗折强度测定值，MPa，精确至0.1MPa。抗压强度耐蚀系数K_f2=f_cn2/f_c02,K_f2为水泥基灌浆料抗压耐蚀系数，%;f_cn2为水泥基灌浆料试件经过n月长期氯离子侵蚀后的抗压强度测定值，MPa，精确至0.1MPa;f_c02为每组强度最高的水泥基灌浆料强度值作为对比组试件的抗压强度测定值，MPa，精确至0.1MPa。

　　 三种配合比的水泥基灌浆料试件随侵蚀时间的增长其抗折耐蚀系数的变化趋势如图3所示，由表5～7及图3可以看出，三种不同配合比的水泥基灌浆料试件在不同氯离子浓度下，随着侵蚀时间的延长，其抗折耐蚀系数的变化趋势基本一致，即先慢慢增加，曲线近似水平状，而后大幅度地降低。试件在浸泡前4个月内，其抗折耐蚀系数大部分大于1，说明在前4个月试件抗折强度均在增长。这主要原因可能是由于试件在制备拆模后未经养护直接浸泡在溶液中，其水泥水化反应及矿物掺和料二次反应仍在进行，因而抗折强度仍在增长。由图4可以看出，前两个月试件表面几乎没有出现侵蚀的迹象;而2个月以后，浸泡在NaCl溶液中的试件表面慢慢的出现盐的结晶体;7个月时，试件表面产生细小的微裂缝，并有小部分的棱角掉落;9个月时，试件表面的NaCl盐溶液结晶体已经达到较厚的一层，并使其表面的水泥浆体掉落。

　　 由图3还可以看出，三种配合比的水泥基灌浆料试件的抗折耐蚀系数大致随NaCl盐溶液浓度的增加而降低。这主要是由于试件表面与外部形成浓度差，浓度越高，渗透压越大，NaCl盐溶液不停向灌浆料试件内部渗透，在其孔隙里面形成大量盐的结晶体，使得结晶压力逐渐增大，致使水泥基灌浆料的体积发生膨胀，试件表面产生微裂缝开裂，部分发生掉渣或棱角掉落现象，使抗折耐蚀系数降低。但在15%的NaCl盐溶液中，氯离子侵蚀试验前期，试件的抗折耐蚀系数比10%的要高一些，说明NaCl盐溶液在一定的浓度范围中，其浓度越高，试件的抗折耐蚀系数越高。这主要是由于水泥基灌浆料试件在浸泡过程中，NaCl溶液由试件表面通过毛细作用渗透到灌浆料的内部，并且在试件中产生少量盐的结晶体，填充了试件中的孔隙，使水泥基灌浆料更加密实，提高了其强度。

　　 水泥基灌浆料试件在不同浓度的NaCl溶液中随侵蚀时间的增长其抗压耐蚀系数的变化趋势如图5所示。

　　 由图5可以看出，三种不同配合比的水泥基灌浆料试件在不同浓度的NaCl盐溶液中，随着侵蚀时间的增长，试件抗压耐蚀系数的变化趋势基本一致，都是呈现先缓慢增长后逐渐降低的趋势。这因为在浸泡时间相对较短时，水泥基灌浆料试件尽管处于Na Cl盐溶液中，但充足的水分使灌浆料胶凝材料得以进一步水化，内部水化反应充分。氯离子主要靠试件表层的毛细管吸附作用和内部的扩散作用侵入试件内部，并不断填充其孔隙结构，因此，试件强度开始有所增加。而后期因孔隙中的Na Cl盐溶液不断结晶产生结晶膨胀压力，加剧了灌浆料性能的衰退;另外常温下Na Cl盐溶液与试件中的水化产物Ca(OH)₂,3CaO·Al₂O₃·6H₂O发生反应，生成CaCl₂·Ca(OH)₂·n H₂O复盐，在灌浆料表层膨胀，使其表面发生剥离，同时由于参与化学反应的Ca(OH)₂量减少了，使其碱度降低，造成水化硅酸钙分解，结构疏松，从而加快了灌浆料表面的进一步腐蚀。其反应式如下:

　　 此外，NJ1试件的抗压耐蚀系数曲线基本位于其他二条曲线的下方，说明其抗压耐蚀系数最低;而NJ3试件的抗压耐蚀系数则最大。这主要是由于在NJ3试件中合适掺量的粉煤灰，发挥了其火山灰效应，提高了水泥基灌浆料的强度，且粉煤灰颗粒可以填充水泥中的孔隙，使水泥基灌浆料的结构更加密实，减少了氯离子的渗透路径，从而阻止氯离子进一步侵蚀。而NJ1试件中粉煤灰掺量超过一定范围时，水泥基灌浆料由于粉煤灰替代水泥量的增大，使其水泥水化反应生成的Ca(OH)₂量过少，使胶凝体系中的碱度降低，导致一些水化胶凝物质的稳定性下降而分解，进而对试件的抗压强度带来不利的影响。因而NJ1试件的抗压耐蚀系数降低。

　　 对NJ3试件进行抗冻融循环试验，试验方法参照《普通混凝土长期性能和耐久性性能试验方法》(GB/T 50082—2009)中抗冻性能试验的“快冻法”进行;NaCl盐溶液冻融也按照“快冻法”进行。每次冻融循环在2～3h内完成，本试验设计冻融循环次数为200次。每25次冻融循环试验结束之后，测试抗冻融试件的质量和抗折、抗压强度，计算每组试件的质量损失率和强度损失率，以此评判水泥基灌浆料的抗冻融性能。

　　 根据前期水泥基灌浆料抗冻融试验和抗氯离子侵蚀试验的结果，选择NJ3试件进行氯离子侵蚀深度的测试。NJ3试件在15%NaCl盐溶液中经冻融循环及氯离子侵蚀的侵蚀深度测试结果如表8,9及图6所示。

　　 从图6可以看出，随着冻融循环和侵蚀试验的进行，水泥基灌浆料试件的氯离子侵蚀深度均逐渐加深，但也有所区别。

　　 在冻融循环试验中，随着冻融循环次数的增加，水泥基灌浆料试件遭受冰冻膨胀损害，产生微裂纹及表面掉渣现象，加速了氯离子的侵蚀，而这主要发生在试件表面较浅的范围内，因而试验初期的氯离子侵蚀速率较后期快;在75次冻融循环后，侵蚀深度的增长速率有所降低;试件经200次冻融循环试验后，其氯离子侵蚀深度为4.35mm。

　　 在15%NaCl盐溶液侵蚀试验中，氯离子主要靠氯离子浓度差入侵试件。氯离子由高浓度向低浓度发生迁移，但随着入侵深度的增加，氯离子的浓度大幅度降低，因而试件内部的浓度差相对较低，减缓了侵蚀速率，由图6(b)可以看出，浸泡试验进行到7个月之后，氯离子侵蚀速率减慢并逐渐趋于稳定。试件9个月后的氯离子侵蚀深度仅为3.20mm,NJ3试件氯离子侵蚀深度的增长率仅为2.6%。

　　 通过长达9个侵蚀试验研究了三种不同配合比的水泥基灌浆料试件，在10%,15%及20%的NaCl盐溶液中的抗氯离子侵蚀性能。通过测试试件的抗折和抗压强度计算了其抗折耐蚀系数和抗压耐蚀系数，并测试了氯离子侵蚀深度，得出以下结论:

　　 (1)在相同的NaCl盐溶液浓度及配合比下，水泥基灌浆料试件随着浸泡时间的增长，其抗折耐蚀系数和抗压耐蚀系数呈现先缓慢增长后大幅度降低的趋势。

　　 (2)配合比相同的水泥基灌浆料试件随NaCl溶液浓度的增加，其抗折耐蚀系数和抗压耐蚀系数一直降低。

　　 (3)适量的粉煤灰和硅灰掺量能发挥出较好的火山灰质效应及微集料效应，使得NJ3试件在抗氯离子侵蚀试验中展现出良好的性能，其在三种浓度的NaCl盐溶液中浸泡9个月后的抗折耐蚀系数和抗压耐蚀系数均大于0.90。

　　 (4)水泥基灌浆料试件随着冻融循环次数的增加其侵蚀深度也增加，在75次冻融循环后，侵蚀深度的增长速率有所降低，200次冻融循环试验之后，NJ3试件的氯离子侵蚀深度为4.35mm。

　　 (5)在Na Cl溶液长期侵蚀试验中，水泥基灌浆料试件的氯离子侵蚀深度随浸泡时间的增加而增加;浸泡至9个月后，氯离子侵蚀速率减缓趋于稳定，NJ3试件氯离子侵蚀深度的增长率仅为2.6%。