硫酸盐侵蚀水泥改良路基段上拱研究

首先对某高速铁路无砟轨道路基上拱问题进行了资料调研,通过现场变形监测、填料取样试验、矿物成分分析等手段,明确了硫酸盐侵蚀水泥改良填料膨胀是引起路基上拱主要原因,然后结合化学反应机理和室内模拟试验,对发生此类膨胀变形的反应条件、膨胀变形特征进行了分析。研究结果表明,膨胀变形主要发生在路基水泥改良填料层位,该土层具有大量硫酸盐侵蚀水泥产物钙矾石和硅灰石膏发育的特征,路基上拱与硫酸盐侵蚀水泥改良土形成钙矾石和硅灰石膏晶体相关;水泥改良填料中相对潮湿的高PH值碱性环境和石膏等硫酸盐矿物的存在是发生此类膨胀变形的必要条件;硫酸盐侵蚀水泥改良填料将发生持续性膨胀变形,上拱持续时间可达数年,破坏性强。本文研究成果可供类似环境下路基工程的建设及相关研究借鉴。     

水泥基材料的碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(TSA)

主要介绍了近年来国外关于TSA的研究情况和一些报道的工程实例,分析了TSA发生与发展的影响因素.     

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。     

水泥砂浆TSA侵蚀机理及其预防技术研究

分析了碳硫硅酸盐（thaumasite）对水泥混凝土结构的破坏机理及对实际工程建筑所带来的危害。并针对其破坏产生的条件与作用机理，从水泥品种、水灰比、矿物掺合料的选择以及对环境因素的控制等方面阐述了有效的、可行的抗TSA侵蚀的技术。     

碱矿渣水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀性能

研究了外掺10%(质量分数)石粉的普通硅酸盐水泥石和以水玻璃为碱组分的碱矿渣水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀(TSA)性能及硅灰和粉煤灰对水玻璃-矿渣水泥石抗TSA性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)等方法分析了水泥石在(5±2)℃,5%(质量分数)MgSO4溶液中浸泡4a的腐蚀产物,并通过压汞法测试了硬化碱矿渣水泥石的孔结构.结果表明:普通硅酸盐水泥石在试验条件下发生了典型的TSA,水玻璃-矿渣水泥石仅受到轻微的石膏型硫酸盐腐蚀,未发生TSA;硅灰等质量取代10%矿渣及粉煤灰等质量取代20%,40%矿渣的试件几乎未受到硫酸盐腐蚀.水玻璃-矿渣水泥石抗TSA性能较好的原因主要是该水泥体系水化产物为低碱度水化硅酸钙,且孔结构优良.     

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.     

硫酸镁对碳硫硅钙石形成的影响

研究了硫酸镁对水泥基胶凝材料中碳硫硅钙石形成的影响。将水泥-石灰石粉净浆试件浸泡在5℃下,5%Mg SO4溶液中,观察试件侵蚀后的外观,并对腐蚀产物进行X射线衍射、红外光谱分析。结果表明,在5%Mg SO4溶液中,纯水泥净浆试件发生硫酸盐腐蚀,表面有白色物质生成,腐蚀产物以氢氧化镁、石膏和水化硅酸镁为主;水泥-石灰石粉净浆试件在5%Mg SO4溶液中发生碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀,随着时间的延长而日益严重,由表及里逐渐变为一种无胶凝性的烂泥状物质,腐蚀产物以碳硫硅钙石和石膏为主。硫酸镁能够加快碳硫硅钙石的形成速度。     

含碳硫硅酸钙腐蚀产物的微观结构与生成机理

通过X射线衍射分析、扫描电镜、X射线光电子能谱分析、Fourier变换红外光谱分析及激光Raman光谱分析等现代测试技术,分析英国某桥墩基部腐蚀产物的微观结构,证实所取样品中含有大量的碳硫硅酸钙晶体,已发生了明显的碳硫硅酸钙型硫酸盐侵蚀.探讨了碳硫硅酸钙的腐蚀机理.     

高温环境下碳硫硅钙石-钙矾石固溶体的研究

由碳硫硅钙石引起的硫酸盐侵蚀破坏在许多国家都有相关工程案例.铝相可以加速碳硫硅钙石的生成,并能够与钙矾石形成固溶体,但铝相的作用机理目前尚无定论.在不同温度下合成了一系列固溶体,并利用XRD,SEM-EDS及红外对固溶体进行了测试分析,结果表明:40℃温度下亦可以生成碳硫硅钙石/固溶体;20℃与40℃均能够形成碳硫硅钙石型与钙矾石型两种形态固溶体;a轴固溶体间隙随温度升高而增大,20℃环境下固溶体间隙为1.1076～1.1182nm,40℃时固溶体间隙为1.1069～1.1189nm;随温度升高碳硫硅钙石-钙矾石固溶体晶体形貌更加细长.