膨润土改善水泥基材料抗低温硫酸盐侵蚀性能

研究了钠基膨润土和钙基膨润土对水泥基材料抗低温硫酸盐侵蚀性能的影响.将水泥-石灰石粉试件浸泡在5℃,5%(质量分数)硫酸钠溶液中,用红外光谱(IR)和XRD分析了腐蚀产物.结果表明:水泥-石灰石粉试件腐蚀程度随浸泡时间延长而增加,未掺膨润土的试件棱角发生明显脱落,腐蚀产物以碳硫硅钙石为主;在试件的腐蚀产物中,碳硫硅钙石的生成量随膨润土掺量增加逐渐减小,试件的腐蚀程度也逐渐减小;膨润土掺量相同时,钠基膨润土比钙基膨润土改善水泥-石灰石粉胶凝材料低温下抗硫酸盐腐蚀性能的效果更好.     

水泥基材料在腐蚀环境中生成碳硫硅钙石的机理研究

为探索石灰石粉混凝土在低温硫酸盐环境下生成碳硫硅钙石的机理,将石灰石粉混凝土及采用硫铝酸盐水泥制备的水泥基胶凝材料分别浸泡于质量分数为10%的硫酸镁溶液和碳酸钠溶液中,进行抗压强度测试,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及红外光谱等微观试验手段,研究并分析了碳硫硅钙石的形成原因.结果表明:低温硫酸镁溶液中的石灰石粉混凝土抗压强度随浸泡时间的延长呈现先增长后减小的趋势,表面出现膨胀剥落现象,生成大量的二水石膏,发生膨胀腐蚀;碳酸钠溶液中的硫铝酸盐水泥基胶凝材料发生了泥化现象,其抗压强度随浸泡时间延长逐渐降低,内部水化产物钙矾石随浸泡时间延长逐渐减少,发生异相结晶转换生成碳硫硅钙石.混凝土中掺加石灰石粉并不是造成碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀(TSA)的主要因素,水泥基胶凝材料硬化体中的钙矾石长期处于含CO2-3环境中才会生成大量烂泥状的碳硫硅钙石,造成胶凝材料破坏.     

温度对掺石粉水泥基材料硫酸盐侵蚀的影响

将水泥-石灰石粉样品置于不同温度质量分数为5%的MgSO4溶液中,研究温度对掺石灰石粉水泥基材料硫酸盐侵蚀的影响.结果表明:温度对掺石灰石粉水泥基材料硫酸盐侵蚀机理及性能退化影响显著.室温(20±1)℃下,样品发生钙矾石/石膏型硫酸盐侵蚀.低温(5±2)℃下,样品发生碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀,腐蚀产物以碳硫硅钙石、石膏为主,材料性能劣化也更为严重.     

Cl-对掺石灰石粉水泥基材料TSA的影响

将掺石灰石粉水泥基材料试件分别浸泡于(5±2)℃不同配比(质量比)的NaCl/Na2SO4复合溶液中,记录侵蚀过程中试件外观变化,测试试件强度,并对侵蚀后的腐蚀产物进行红外光谱分析和X射线衍射分析.结果表明：在纯Na2SO4溶液中浸泡的试件发生碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(TSA)破坏,试件由表及里剥落,失去黏凝性.在NaCl/Na2SO4复合溶液中浸泡试件的TSA破坏程度随着Cl-浓度(质量浓度)的提高逐渐降低.Cl-降低碳硫硅钙石形成速度,进而减缓TSA破坏进程,Cl-浓度越高减缓效果越明显.Cl-对掺石灰石粉水泥基材料TSA的影响过程可分为3个阶段,即抑制阶段、衰退阶段及失效阶段.     

硫酸盐侵蚀下石膏形成引起的水泥净浆破坏

通过掺加石灰石粉,对长期浸泡在5%(质量分数)Na2SO4溶液中的水泥净浆试件所产生的有害化合物进行了研究.结果表明:在Na2SO4溶液侵蚀下,水泥净浆试件因产生石膏膨胀开裂、表面软化而形成从表到里的破坏,石膏膨胀是其主要劣化方式;水泥净浆破坏机理是石膏膨胀和胶凝物质分解;保持浸泡溶液的pH值,会抑制水泥净浆试件中钙矾石的生成.因此,在水泥混凝土中加入石灰石粉可以检验其抗硫酸盐侵蚀性能.     

外源性石灰石粉对水泥基材料抗碳硫硅钙石侵蚀性能的影响

为研究外掺石灰石粉对水泥基材料抗碳硫硅钙石侵蚀性能的影响,本文采用电场加速侵蚀技术,对不同石灰石粉掺量水泥净浆试件进行低温硫酸盐侵蚀试验,并利用形貌变化、XRD及FTIR测试等手段分析其侵蚀过程。结果表明:外掺石灰石粉掺量越大,水泥基材料发生硫酸盐侵蚀的时间越早、侵蚀进程越快且侵蚀等级越高;外掺石灰石粉掺量不大于15%时,低温硫酸盐侵蚀条件下水泥基材料的侵蚀类型以钙矾石型与石膏型为主;当掺量不小于20%时,将同时发生钙矾石型、石膏型及碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀;为避免水泥基材料在低温硫酸盐侵蚀环境下发生TSA侵蚀,建议外掺石灰石粉量控制在5%以内为宜。     

碳硫硅钙石的化学定量分析

基于混凝土中含硫水化产物化学特性的差异,采用氯化钡和氯化钙溶液处理水泥水化浆体样品,将碳硫硅钙石（TSA）与其他含硫水化产物进行分离,进而测得TSA含量.结果表明：采用该方法测定的硫酸钠硫化钙单硫型水化硫铝酸钙（AFm）石膏钙矾石（AFt）TSA混合物中的TSA含量,平均准确率可达92%以上;用该法定量测试了浸泡于硫酸盐溶液中水泥净浆试件的TSA含量,其含量顺序为硫酸镁＞硫酸铝＞硫酸钠.由此可见,用该化学定量法定量碳硫硅钙石可行而且可靠.     

氯盐对水泥-石灰石粉胶凝材料硫酸盐侵蚀的影响研究

通过Na2SO4溶液和Na2SO4 NaCl复合溶液的长期浸泡腐蚀试验,研究了氯盐对水泥-石灰石粉胶砂试件受硫酸盐侵蚀破坏的影响。结果表明,氯盐缓解了水泥-石灰石粉胶砂试件的硫酸盐破坏。在硫酸盐的单独侵蚀下,试件的劣化是因石膏膨胀和水化产物分解的共同作用造成的;在硫酸盐 氯盐共同作用下,试件早期破坏主要是因石膏结晶引起体积膨胀造成的,后期破坏则主要由石膏以及CaAl2(CO3)2(OH)4.6H2O和氯铝酸钙分解和CaCl2溶解的共同作用所造成,并导致腐蚀的加剧。     

粉煤灰对碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀的影响

用粉煤灰等质量替代20%,30%,50%水泥后,将水泥石灰石粉粉煤灰净浆样品置于（5±2）℃的10%（质量分数）硫酸镁溶液中15个月,加速碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀（TSA）.对腐蚀产物进行了红外光谱定性分析和X射线衍射定量分析,通过灰色关联分析研究了粉煤灰对TSA的影响.结果表明：粉煤灰对水泥基材料的TSA影响与其组成、掺量及细度等因素有关;粉煤灰活性指数对碳硫硅钙石形成影响最大,可作为筛选粉煤灰预防TSA破坏的指标;活性指数大于80%的粉煤灰,其掺量达到50%时可显著改善水泥基材料的抗TSA性能.     

石灰石粉对普通硅酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀性能的影响

普通硅酸盐水泥中通常含有一定量的石灰石粉作为辅助性胶凝材料降低单位体积混凝土中水泥熟料的用量,达到经济环保的目的.但近年来随着对于碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀案例的深入研究,碳酸盐类辅助性胶凝材料的应用前景不明.热力学计算模拟了石灰石粉对于水泥胶凝体系中水化产物的影响,并进行了相关试验验证,结果表明水泥胶凝体系中使用10％以...     

硫酸盐对混凝土腐蚀研究

对普通混凝土和高强混凝土在5.0%Na2SO4(质量分数,下同)、10%MgSO4溶液以及青海盐湖卤水溶液中的损伤失效规律、特点进行研究。结果表明:混凝土在Na2SO4溶液中浸烘循环腐蚀破坏,SO42-导致混凝土产生膨胀性破坏;其损伤劣化包括3个阶段:初始劣化段、性能改善段和性能劣化段。混凝土在MgSO4溶液、青海盐湖卤水中浸烘循环腐蚀损伤,腐蚀溶液中的SO42-和Mg2+共同作用导致混凝土产生剥落型破坏;其相对动弹性模量和重量随腐蚀时间先下降,后稳定,最后加速下降。此外,用SEM、能谱和XRD分析了混凝土在硫酸盐腐蚀作用下的腐蚀产物。     

碱金属-硫酸钙复盐的低温水热合成研究

对碱金属系列硫酸盐与无水硫酸钙在低温水热条件下的络合性进行研究,利用XRD对其合成产物进行了分析,对其合成影响因素进行了讨论。结果表明,I簇元素从上到下随原子序数增加,与硫酸钙形成复盐的难度逐渐降低,但规律性不明显。其中硫酸钾与硫酸钙的络合能力最强,受温度影响最小,硫酸锂与硫酸钙不能形成复盐。     

Enhanced arsenite removal from water by Ti(SO4)2 coagulation

Coagulation with the conventional coagulants such as ferric and aluminum salts is not efficient for As(III) removal. In this study Ti(SO₄)₂ was employed for enhanced As(III) removal and Fe₂(SO₄)₃ was used as a reference. The removal efficiencies of As(III) by Ti(SO₄)₂ at pH 4.0–9.0 were greater than that by Fe₂(SO₄)₃ by 7.39–32.8% and 3.14–48.1% for coagulants dosed at 8.0 mg/L and 12.0 mg/L, respectively. The advantage of Ti(SO₄)₂ over Fe₂(SO₄)₃ for As(III) removal was more significant at lower pH, which may be ascribed to the more negatively charged surface of Ti(IV) hydroxides. To reduce As(III) from 0.2 mg/L to 10 μg/L, the necessary dosage of Ti(SO₄)₂ was only ～50% of that of Fe₂(SO₄)₃. The adsorption capacity of As(III) on Ti(IV) hydroxides formed in-situ was greater than that on Fe(III) hydroxides formed in-situ by ～100 mg/g and several times higher than the adsorption capacities of TiO₂ for As(III) reported in the literature. The presence of competing anions, silicate, phosphate and humic acid, did not alter the advantage of Ti(SO₄)₂ over Fe₂(SO₄)₃ for arsenite removal. Replacing partial Ti(SO₄)₂ with Fe₂(SO₄)₃ (same dosage) and applying them sequentially could achieve similar As(III) removal efficiency as single Ti(SO₄)₂, which could thus reduce the chemical cost. The extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectroscopy indicated that As(III) form bidentate binuclear surface complexes with Ti(IV) hydroxides as evidenced by As(III)-Ti bond distances of 3.33–3.35 Å. This study revealed that Ti(SO₄)₂ may be an alternative coagulant for efficient As(III) removal.     

A review of technologies for the removal of sulfate from drinking water

Because of the current water crisis worldwide, it is of great importance to find alternative sources of drinking water, such as sulfur water. This review analyses laboratory, pilot and industrial-scale technologies available for sulfate removal from water produced for human consumption, from naturally occurring sulfur water and that resulting from human activities. Most of them exceed 90% removal efficiencies. However, the concentrations treated in each study were different; some technologies evaluate concentrations below recommended limits (250 mg L⁻¹), while others evaluate much higher concentrations but require previous treatments. The technologies with higher energy requirements such as reverse osmosis and ion exchange have better removal efficiencies but require larger initial investments and have higher operational costs. Biological treatments, on the other hand, with lower energy and material requirements, are less expensive but require long retention times and depend on the season of the year and/or environmental conditions. Lastly, adsorption removal technologies fall in the middle, especially for energy requirements and operational costs and retention times. This review shows that although there are a variety of sulfate removal technologies suitable for use, there is still room for a novel methodology that removes sulfates from a wider range of concentrations more economically, more effectively and in less time than what is currently available.     

混凝土外部硫酸盐侵蚀破坏的研究

硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的重要因素之一。对于混凝土硫酸盐侵蚀问题的研究具有重要的意义。主要研究了外界环境中硫酸盐对混凝土的侵蚀破坏,从物理硫酸盐侵蚀和化学硫酸盐侵蚀两方面论述了混凝土外部硫酸盐侵蚀的类型及破坏特征,并对外部硫酸盐侵蚀过程中石膏的形成作为膨胀源进行了讨论。     

石灰石矿渣水泥抗硫酸盐性能的研究

对于长期浸泡在3%(质量分数,下同)硫酸钠溶液中的石灰石矿渣水泥抗硫酸盐腐蚀性能进行了初步研究,并与普通硅酸盐水泥砂浆进行了比较.结果表明:石灰石矿渣水泥显示出良好的长期强度发展和优异的抗硫酸盐性能.在硫酸钠溶液中浸泡360,730d后,石灰石粉掺量为60%,50%,40%的石灰石矿渣水泥砂浆试样的抗蚀系数(SRC)分别高达1.10,1.08,1.18和1.06,1.10,1.11,高于同期的普通硅酸盐水泥砂浆试样42.9%和55.9%以上;以标准养护28d试样的抗压强度为基准,石灰石粉掺量为60%,50%,40%的石灰石矿渣水泥抗压强度增加率分别达到36.9%,43.7%,48.3%和40.2%,55.3%,57.7%,普通硅酸盐水泥的抗压强度下降率则为5.2%和30.3%.     

海工混凝土受硫酸盐影响的氯离子扩散规律研究

不考虑阳离子的影响,分析了混凝土中氯离子、硫酸根离子耦合扩散机理。针对海洋环境下混凝土劣化过程以钢筋锈蚀为主的情况,提出与氯离子结合能力和硫酸盐抗压抗蚀系数相关的氯离子扩散模型,并确定了参数的取值范围。通过试验验证,模型计算结果与试验实测结果吻合较好。数据分析结果表明:受硫酸盐影响的混凝土氯离子扩散系数,随时间的延长先减小后增大,随深度的增加而增大;当侵蚀时间足够长时,氯离子扩散系数随深度增加先增大,后减小。     

新疆永安坝混凝土的碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀

通过对新疆永安坝混凝土样品的扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析,结合永安坝所用原材料、所处地理环境和气候等特征,发现永安坝混凝土所遭受的腐蚀为碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀。这是在我国发现的首例碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀。文章还探讨了碳硫硅钙石的形成机理,提出了防止腐蚀的初步设想。     

碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀研究综述

对当前国外碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的研究现状进行了综述，提出了一些有待研究的问题，呼吁国内加强这方面的调查与研究，探索防范碳硫硅钙石型腐蚀的措施。     

硫酸盐介质对水泥加固土强度的影响

结合某沿海地区地基处理工程中，采用深层搅拌法时，遇到的水泥加固土抗硫酸盐侵蚀的问题，进行了一系列水泥加固土试块的抗硫酸盐侵蚀试验。试验结果表明，水泥加固土抗硫酸盐晶的机制与混凝土不尽相同，在一定条件下，硫酸盐侵蚀产生的结晶膨胀，填充水泥加固大中的孔隙，可增进水泥土的强度。本文提供了部分试验数据，并就水泥品种、掺加粉煤灰等因素，对水泥加固士抗蚀性能的影响进行了探讨。