水工混凝土溶蚀劣化近年来受到极大关注,多数学者模拟服役环境研究混凝土渗漏溶蚀或交替冻融的劣化行为,溶蚀与冻融耦合作用下混凝土损伤规律未见报道。自然溶蚀非常缓慢,因而设计加速混凝土溶蚀的方法,测定其电化学加速条件下的溶蚀规律对水工混凝土的配合比设计具有重要意义。结合严寒地区特殊环境将混凝土溶蚀与冻融进行耦合,研究两者交互作用下混凝土的劣化行为,得出的规律更能反映工程实际,对工程寿命预测具有理论价值和实际意义。针对目前水工混凝土溶蚀性能研究的不足,本文基于提出的电化学加速溶蚀方法建立了电化学加速溶出与自然溶蚀的相关性,并对电化学加速溶蚀机制进行了优化;进而探讨了不同加速周期溶蚀混凝土的力学性能参数、电化学参数和溶蚀参数之间的关系,进一步确定了水工混凝土的溶蚀临界指标;同时研究了不同因素对水泥基材料电化学加速溶蚀行为的影响规律;最后探究了溶蚀单一作用和溶蚀与冻融耦合作用两种试验机制下溶蚀混凝土电阻率与钙溶蚀率的定量关系,进而提出了以电阻率作为表征混凝土溶蚀损伤程度的评价指标,建立了一种评价混凝土溶蚀劣化程度的无损检测方法。论文主要研究内容如下:(1)基于电化学加速原理,自主设计混凝土的电化学加速溶蚀装置,利用此装置开展了不同加速电压下典型面板混凝土的加速溶蚀试验,提出了电压外推法预测混凝土在软水侵蚀环境中溶出一定氧化钙质量百分比所需要的扩散时间,对比电压外推法和自然溶蚀法试验结果,从而建立了两种溶蚀方法的相关性,并对电化学加速溶蚀机制进行了优化,确定了合理的换水周期和加速电压。(2)研究了普通水工混凝土的电化学加速溶蚀试验规律,以钙溶蚀率、阴极室溶液p H值和混凝土电阻率为基本参数探讨了溶蚀动力学方程,同时监测不同溶蚀周期溶蚀混凝土的质量损失、抗压强度和动弹性模量等性能指标,研究了这些指标与电阻率的关系,阐明了电阻率表征混凝土溶蚀损伤程度的灵敏性和可行性,确定了普通硅酸盐水泥配制的C30、C40混凝土的临界溶蚀指标。(3)研究了粉煤灰掺量、粗骨料和暴露面积对水泥基材料电化学加速溶蚀行为的影响规律,以钙溶蚀率作为特征指标评价不同粉煤灰掺量混凝土试件、同配比不同尺寸筛余砂浆试件的溶蚀程度,通过试验验证和理论计算确定了水胶比0.5和0.6抗溶蚀混凝土的最佳粉煤灰掺量,同时采用压汞法和酚酞喷涂法研究了暴露面积对同配比砂浆试件电化学加速溶蚀性能的影响规律。(4)开展了水工混凝土在冻融与溶蚀耦合作用下的劣化规律试验,研究了不同溶蚀和冻融历程下水工混凝土的劣化规律,探讨了溶蚀与冻融耦合制度下普通水工混凝土耐久性的劣化特征,以混凝土电阻率、超声波声时、质量变化和溶蚀深度作为主要参数对试验结果进行了分析,明确了冻融与溶蚀耦合作用对混凝土电阻率与钙溶蚀率的影响程度,揭示了溶蚀对混凝土耐久性造成的劣化程度更严重,耦合作用下粉煤灰对水工混凝土抵抗环境侵蚀能力的改善效果更显著。