矿粉对水泥基材料抗碳硫硅钙石侵蚀破坏的定量分析

研究了矿粉对水泥基材料抗碳硫硅钙石侵蚀性的影响,将制得试件在温度5℃、质量浓度10%MgSO4溶液中养护,对不同龄期试件进行力学性能测试,并对侵蚀产物进行X射线衍射、拉曼光谱定性分析及Rietveld方法定量分析。结果表明：未掺矿粉试件受侵蚀后腐蚀产物中碳硫硅钙石占12.68%,而掺20%和40%矿粉试件中碳硫硅钙石分别只占2.79%和2.19%。矿粉的掺入可以使水泥基材料的抗碳硫硅钙石侵蚀破坏性能提高,但不能完全抑制碳硫硅钙石侵蚀破坏的发生。     

碳硫硅钙石形成机制的定量分析

设计了两种人工合成碳硫硅钙石的实验方法以研究水泥基材料中碳硫硅钙石的侵蚀机理。用X射线衍射、Raman光谱对水泥基材料不同龄期的反应产物进行定性分析,并采用Rietveld方法进行定量表征。结果表明：碳硫硅钙石在不能生成钙矾石的环境下仍可形成,说明其可以直接反应生成;在有钙矾石生成的环境下,碳硫硅钙石也可生成,表明碳硫硅钙石形成机理存在Woodfordite转变机理。钙钒石的存在提高了碳硫硅钙石的产率。相比较而言,Woodfordite转变机理比直接生成机理更容易发生,且两种机理可以同时并存。     

温度对碳硫硅钙石形成的影响

研究了环境温度对碳硫硅钙石形成的影响。将浸泡于不同温度的质量分数为10％的MgSO4溶液中的含石灰石粉水泥石试样进行X射线衍射分析、扫描电子显微分析、能谱分析和激光Raman光谱分析。结果表明：掺石灰石粉的水泥石在0～10℃的温度范围内,可形成碳硫硅钙石的硫酸盐侵蚀破坏。环境温度越低,碳硫硅钙石形成得越早。     

碳硫硅钙石鉴别方法研究

碳硫硅钙石和钙矾石的晶体结构和形态极为相似,对其准确鉴别难度较大.本文采用化学方法合成出纯的钙矾石和碳硫硅钙石,并用XRD、EDS能谱、IR光谱和Raman光谱等微观测试手段对它们的结构进行表征,以探求碳硫硅钙石鉴定方法.研究结果表明,碳硫硅钙石和钙矾石的XRD图谱极为相似;碳硫硅钙石EDS能谱显示其主要含有S、Si和Ca等元素,而钙矾石则主要为S、Al和Ca等元素;碳硫硅钙石的IR光谱和Raman光谱分别在500cm-1处和658 cm-1处有特征吸收峰.研究发现,拉曼光谱是鉴别碳硫硅钙石存在的最有效方法.     

矿渣对水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀性能的影响

采用抗压强度试验、X射线衍射(XRD)试验、傅里叶红外光谱(FTIR)试验和电子扫描显微镜(SEM)试验研究了不同矿渣掺量的水泥石在5℃,5wt％MgSO4溶液环境下抗压强度、腐蚀产物组成及微观结构特性.结果表明:硫酸盐作为矿渣活性的激发剂,在腐蚀早期能够提高水泥石强度,体系中掺入矿渣能有效改善水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀(TSA)作用.未掺矿渣的普通硅酸盐水泥在5℃,5wt％MgSO4溶液环境中腐蚀产物为白色泥状碳硫硅钙石,其腐蚀类型为典型的碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀;当体系中掺入矿渣后,水泥石硫酸盐腐蚀类型逐渐由TSA型向石膏型转变.矿渣掺量为30％时,体系中既发现了TSA作用产物也发现了石膏型腐蚀产物,当矿渣掺量大于40％时,体系硫酸盐腐蚀类型以石膏型为主.     

CCS-140高频红外碳硫分析仪测定硅钙中的碳和硫

用国产高频红外分析仪CCS-140对铁合金试样硅钙中碳和硫进行分析，通过大量的试验，得出进行铁合金硅钙试样中碳和硫分析的最佳条件：扣除空白的影响，加纯铁助熔剂打底，确定最佳称样量0．2g，设定碳的比较水平为3，分析时间为30s；硫的比较水平为5，分析时间为40s，用此方法分析硅钙中的碳和硫，碳、硫的相对偏差分别为0．011和0．0025。     

SO42-/C3A对单矿C3S水泥浆体中碳硫硅钙石形成的影响

碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀是一种以碳硫硅钙石为生成产物的硫酸盐侵蚀,碳硫硅钙石的形成过程与水泥基材料中铝源及外界环境中硫酸盐密切相关。以铝酸三钙(C₃A)为铝源,Na₂SO₄溶液为侵蚀介质,采用单矿硅酸三钙(C₃S)制备水泥浆体,通过XRD、FTIR、SEM/EDS等测试技术表征不同SO^2-₄与C₃A摩尔比(S/Al比)对单矿C₃S水泥浆体中碳硫硅钙石形成的影响,旨在揭示碳硫硅钙石形成机理并探讨抑制其形成的方法。结果表明:当S/Al比为3时,侵蚀14个月后在侵蚀产物中依然没有检测到碳硫硅钙石;当S/Al比为6和9时,侵蚀3个月即可检测到碳硫硅钙石,这表明外部硫酸根离子浓度越高越有利于碳硫硅钙石的形成。     

内掺硫酸镁加速水泥基材料TSA破坏

为满足实验室研究水泥基材料的碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(thaumasite form of sulfate attack,TSA)破坏的需要,研究了一种快速生成碳硫硅钙石的途径。将内掺10%硫酸镁的水泥-石灰石粉净浆样品浸泡在(5±2)℃水中,进行硫酸盐侵蚀加速试验,观察侵蚀后样品外观,并用X射线衍射、红外光谱分析腐蚀产物。结果表明:浸泡6个月后,样品失去强度,变为一种白色、柔软且无黏结力的烂泥状物质,腐蚀产物以碳硫硅钙石、石膏为主,并含有少量钙矾石,具有典型的TSA破坏特征。与硫酸盐溶液外部侵蚀相比,内掺法显著加速水泥基材料TSA破坏。X射线衍射结合红外光谱分析可以有效鉴定碳硫硅钙石存在。     

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.     

高掺量矿物掺合料对水泥基材料固化氯离子能力的影响

本文研究了高掺量矿物掺合料对水泥基材料固化氯离子能力的影响,并借助XRD、DTG等进行了分析,研究结果表明:在水泥掺量为20％情况下,随着矿粉和NaCl的掺量的增加,提高了水泥基材料的强度.高掺量的矿粉促进了水泥基材料中的F盐和镁铝水滑石的生成提高了其对氯离子的固化能力,增加浆体的水灰比对氯离子的固化也起到了促进作用.     

Thaumasite的结构、形成机理及对混凝土的破坏作用

分析了Thaum asite的物相结构特征、生成条件和破坏机理;与常规硫酸盐侵蚀对混凝土结构的破坏作用不同,它的生成直接导致水泥石中C SH凝胶体分解,使混凝土最终变为无强度泥状混合物。针对我国西部和北部开发,提出预防混凝土结构发生此类侵蚀破坏的方法。     

低温硫酸盐侵蚀环境中水泥石腐蚀产物

研究了水胶比为0.45,掺35%石灰石粉水泥基材料标准养护28d后在(5±2)℃浸泡于SO2-4质量分数为3.38%的钠盐、镁盐、铝盐3种硫酸盐侵蚀溶液中15周时的破坏状况和强度损失率.采用Fourier红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱以及Raman光谱确定水泥石腐蚀物相和组成.结果表明:镁盐溶液中试件抗压强度损失率最大,其次是钠盐溶液中试件,铝盐溶液中试件抗压强度损失率最小;钠盐溶液和铝盐溶液中水泥石主要腐蚀产物是钙矾石和石膏;镁盐溶液中水泥石主要腐蚀产物是钙矾石、石膏、碳硫硅酸钙和少量水镁石.     

氯盐浸泡的水泥基材料的表面氯离子浓度

水泥基材料的表面氯离子浓度(cs)是Fick's第二定律寿命预测模型的1个重要参数,它通过将Fick's第二定律与氯离子浓度分布拟合而得到.当水泥基材料浸泡在一定浓度的氯盐溶液中时,水泥基材料的cs和浸泡溶液的氯离子浓度(c)之间的关系仍未得到很好的理解.一些发表的文献表明cs要高于c,Nagataki将其称为浓缩现象...     

酸性蚀刻液中的氯离子含量测定方法

加入氢氧化钠溶液沉积去除酸性废蚀刻液中的铜离子,采用硝酸调节pH,加入铬酸钾指示剂,并用硝酸银滴定,测定酸性蚀刻液中的氯离子含量。具有终点易于观察,操作简单等优点,实用性强,可进行工业应用。     

水泥基材料氯离子扩散性交流阻抗谱研究方法综述

水泥基材料的氯离子扩散性是和耐久性密切相关的性质,应用交流阻抗谱技术研究水泥基材料氯离子扩散性是近几年来发展起来的新技术。根据测试频段不同和测试原理不同,将该类方法分为若干小类进行分析。从试块与电极的布置、实验数据的有效性检测、等效电路的选取、对各参数的解释等方面进行了调研分析,指出了易被忽略的一些方面,总结了该法的优缺点,并就进一步的研究方向提出了建议。     

矿物掺合料改善水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能的微观分析

采用CT、X射线衍射、扫描电子显微镜等测试方法,通过对不掺矿物掺合料以及掺30%粉煤灰或50%矿渣的水泥净浆、水泥砂浆在室温下5%Na2SO4溶液中浸泡2a后的宏观破坏形态和浆体组分及浆体形貌的分析,从微观层次上研究了矿物掺合料对水泥基材料抗硫酸盐侵蚀破坏的影响。结果表明：侵蚀后不掺矿物掺合料的试件由表及里呈现三层不同侵蚀状态,即表层石膏区、中层钙矾石区以及内层未侵蚀区。矿物掺合料的C3A含量稀释效应、火山灰反应以及微集料填充效应协同作用的结果使得试件的抗硫酸钠溶液侵蚀破坏性能显著提高。但矿渣中活性Al3＋含量较高,能与SO42–反应生成大量钙矾石晶体,掺量不当会对试件的抗硫酸钠侵蚀性能不利。砂集料有阻碍微裂纹发展及增大试样内部不均匀性的相反作用,集料的含量、颗粒尺寸及分布对水泥基材料的抗硫酸钠侵蚀破坏性能的影响是以后研究中需关注的问题。     

氯盐环境下粉煤灰及矿粉对砂浆性能的影响

主要研究了氯盐环境中掺粉煤灰和矿粉的砂浆性能.通过测试在氯化钠和氯化钙溶液浸泡之后的水泥砂浆的自由氯离子浓度和总氯离子浓度,研究了矿物掺合料对氯离子结合能力的影响,结论表明随着矿物掺合料掺量的增加,砂浆的氯离子结合能力也会提高.基于RCM法检测了砂浆的氯离子扩散系数,结果表明粉煤灰和矿粉均可以提高混凝土的抗氯离子渗透性,并且矿粉对抗氯离子渗透性的改善作用更显著.基于氯盐结晶、氢氧化钙溶出、Friedel's盐角度,分析砂浆孔隙率变化的原因,结论表明氯盐会导致砂浆孔隙率增加,而矿物掺合料则可以减小由氯盐引起的孔隙率增加的作用.