外加剂对混凝土TSA腐蚀的抑制作用

研究了掺加化学外加剂的水泥净浆试件在（5±2）℃、质量分数5%的硫酸镁溶液中浸泡300d的外观变化、强度发展及侵蚀产物,采用X射线衍射（XRD）、傅立叶转换红外光谱（FTIR）等方法分析了侵蚀产物的组成。结果表明：甲酸钙能延缓水泥石发生TSA腐蚀,但不能阻止TSA发生,在0.3%-0.7%范围内,随着甲酸钙掺量的增加,水泥石抗TSA腐蚀的能力增强。硝酸钡能有效抑制水泥石中碳硫硅钙石的生成,原因是硝酸钡能结合生成碳硫硅钙石所需的SO42-,从而降低了水泥石发生TSA腐蚀的程度。硝酸钡掺量在1%左右时,水泥石抗TSA性能较好。     

超细粉煤灰对碳硫硅钙石型硫酸盐破坏的影响

通过将内掺不同质量分数硫酸镁的水泥-石灰石粉和水泥-石灰石粉-粉煤灰净浆试件在5℃±1℃的条件下长期浸泡,定期观测试件外观形貌变化,并对破坏产物进行X射线衍射(XRD)和红外光谱分析,研究超细粉煤灰火山灰效应对水泥基材料碳硫硅钙石型硫酸盐破坏的影响与作用机理.研究结果表明:当硫酸镁掺量较低时,水泥-石灰石粉-粉煤灰试件先于水泥-石灰石粉试件发生膨胀破坏;当硫酸镁掺量较高时,水泥-石灰石粉-粉煤灰试件和水泥-石灰石粉试件几乎同时发生碳硫硅钙石型硫酸盐破坏.这表明高活性超细粉煤灰的火山灰效应并不能起到抑制或者延缓碳硫硅钙石型硫酸盐破坏的作用.     

川藏铁路石灰石粉–水泥基材料抗低温硫酸盐侵蚀研究

为研究川藏铁路掺石灰石粉混凝土抗低温硫酸盐侵蚀性能,通过对低温硫酸盐溶液浸泡侵蚀和电脉冲低温硫酸盐侵蚀作用下掺不同石灰石粉的水泥基材料的外观侵蚀变化等级、质量评价参数、抗压强度评价参数、孔隙特征以及侵蚀产物的测试,研究了低温环境下石灰石粉掺量对水泥基材料硫酸盐侵蚀行为的影响规律,并建立非单调Wiener随机过程模型对低温环境下石灰石粉-水泥基材料硫酸盐侵蚀服役寿命进行了预测。结果表明:（1）低温环境下硫酸盐浸泡侵蚀反应缓慢,侵蚀周期内,石灰石粉-水泥基试件外观未出现可见剥落、质量持续增加;强度先提高后降低,在侵蚀120d时出现转折;孔隙先细化后劣化,在侵蚀90d时出现转折;在侵蚀180d时有少量碳硫硅钙石生成。（2）电脉冲加速了低温环境下石灰石粉-水泥基硫酸盐侵蚀反应,电脉冲低温硫酸盐侵蚀60d时,试件表面开始剥落,质量和强度下降,内部孔隙劣化。石灰石粉掺量越多,碳硫硅钙石侵蚀破坏就越严重,石灰石粉掺量为40%的试件在侵蚀60d时就有碳硫硅钙石生成,而石灰石粉掺量为10%、20%的试件在侵蚀90d才生成碳硫硅钙石。（3）基于Wiener随机过程的可靠性寿命退化分析表明,电脉冲低温硫酸盐侵蚀作用下掺10%、20%和40%石灰石粉-水泥基材料室内加速侵蚀寿命分别为265d、130d及105d。     

TSA环境中水泥基材料腐蚀过程物相分析

通过试验研究了TSA环境中水泥基材料腐蚀过程物相,利用傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)和综合热分析的结合,定性和半定量分析了物相变化,探讨了TSA环境中水泥基材料破坏的研究方法.结果表明,5 ℃环境温度下,掺35%石灰石粉的P.II型硅酸盐水泥净浆试件浸泡在SO2-4质量浓度33 800 g/L的 MgSO4侵蚀溶液15周后,试件从表面到内部约2 mm厚度层内,水泥石疏松,呈现层状剥落现象;在0-1 mm深度层和1-2 mm深度层内有碳硫硅酸钙生成,其中0-1 mm深度层内碳硫硅酸钙的相对含量高于钙钒石,小于石膏.     

不同CO2养护压力下硫铝酸盐和硅酸盐水泥浆体早期微观结构

研究硫铝酸盐和硅酸盐水泥（CSA-OPC）浆体在不同碳养护压力下的早期碳化过程,通过X射线衍射、红外光谱、热重、压汞和扫描电镜等测试方法,表征碳化前后水泥浆体的物相组成和微观结构.实验结果表明,CSA-OPC浆体的水化产物主要为钙矾石,碳化作用使钙矾石转变为碳酸钙和硫酸钙晶体;水泥中碳酸钙以3种晶型存在,其中方解石为主要存在形式.碳化使半碳型的水化硫铝酸钙（Hc-AFm相）逐渐转化为单碳型的水化硫铝酸钙（Mc-AFm相）,碳化程度和碳化深度随着碳化压力的增加而递增.碳化后CSA-OPC水化产物体积减小,样品总孔隙率增大、孔隙结构变疏松.研究结果阐明了CSA-OPC浆体在早期碳化养护条件下的微结构变化过程,为制备基于硫铝酸盐水泥的高效碳汇材料提供了技术支撑.     

不同稻草投加量对SRB去除硫酸盐的影响

目的以稻草作为碳源,研究不同相对投加量对硫酸盐还原菌（SRB）处理硫酸盐废水的影响,确定去除硫酸盐的最佳稻草相对投加量．方法利用静态试验,在6组反应器（R1-R6）中接种富含SRB活性污泥,pH在7-7．5,T=35℃,w（SO4^2-）=2000mg／L的厌氧环境下,分别投加1g,5g,10g,15g,20g,25g稻草,测定体系中SO4^2-、COD、VFA、pH等指标变化情况．结果6组反应器硫酸盐去除率分别为7．72％,67．52％,100％,100％,100％,VFA去除率分别为89．45％,70．48％,32．12％,20．67％,19．58％,15．79％．R1、R2中COD去除率均达到100％,R3～R6中COD质量浓度不断增加．反应体系中C、N、P质量比为m（C）：m（N）：m（PR1）=7：6．5：1,m（C）：m（N）：m（PR2）=100：5：1,m（C）：rn（N）：m（PR3-R6）远大于100：5：1,碳硫质量浓度比为w（COD）／w（SO4^2-）R1=0．028,w（COD）／w（SO4^2-）R2=0．417,w（COD）／w（SO4^2-）R3-R6〉3．体系中pH均呈现出先降低后上升的趋势．结论稻草相对投加量为5g时,硫酸盐的处理效果最佳,此相对投加量下w（COD）／w（SO4^2-）值接近SRB完全降解硫酸盐的理论值0．617,SO4^2-、COD与VFA去除率较高,1g稻草去除0．132g硫酸盐,反应体系中C、N、P质量比与pH均达到SRB适宜生长的环境条件．     

氯盐对灌注桩混凝土硫酸盐腐蚀规律的影响

复杂盐渍环境多种离子侵蚀灌注桩混凝土等现浇混凝土结构的腐蚀规律研究较少.文中对未经标准养护的混凝土试块进行全浸泡侵蚀试验,模拟混凝土灌注桩受硫酸盐及氯盐共同作用的侵蚀过程,探讨氯盐对现浇混凝土硫酸盐腐蚀规律的影响.结果发现,混凝土试块受侵蚀的前7 d,其抗压耐蚀系数均高于1,之后呈现先增大后减小的趋势;侵入混凝土试块中的硫酸根离子随着侵入深度的增加逐渐减小,并且越向深处侵入混凝土内部的硫酸根离子含量衰减速度越快;氯离子的存在抑制了硫酸根离子在混凝土内部的扩散,且加速了硫酸根离子随深度的衰减速度.由于氯离子的先期反应阻碍了石膏型硫酸盐侵蚀发生,从而减少了硫酸盐对于混凝土侵蚀所造成的强度损失,氯盐含量低时效果最明显.     

石膏掺量对硫铝酸钙改性硅酸盐水泥性能影响

研究了石膏掺量对硫铝酸钙改性硅酸盐水泥(SMP)物理力学性能、凝结硬化、体积稳定性等影响,并借助XRD、SEM等测试技术手段研究分析了其机理。结果表明,混合材种类不同,石膏掺量对SMP水泥强度影响程度则不同。即水泥中SO3由4%增至8%时,不掺混合材的SMP水泥石体积虽存在略大膨胀,但水泥强度仍有较大提高;而掺加矿渣、粉煤灰等混合材后,石膏的掺量至8%时,水泥石存在有害体积膨胀,且尤以掺粉煤灰最为突出。在SMP高硫高碱水化体系中,矿渣、粉煤灰对水泥石力学性能、体积膨胀性、水化产物结构及发展的影响存在较大差异,应根据混合材种类对SMP水泥中石膏掺量进行合理控制,以利于其合理应用。     

COD/SO4^2-对SRB处理含硫酸盐废水效果的影响

研究静态条件下硫酸盐还原菌处理硫酸盐废水时,COD/SO4^2-比值对硫酸盐废水处理效果的影响.模拟硫酸盐废水用无水硫酸钠配制,以乳酸钠为电子供体（COD）.实验结果表明,当T=35℃,初始pH=6.8时,COD/SO4^2-≥3时SO4^2-的去除率可达到90%以上,同时COD的去除率达到约55%,处理后体系的pH值有所上升.选择恰当的COD/SO4^2-比值对实际工程的工艺运行具有重要意义.     

超细矿粉对混凝土界面区硫酸盐腐蚀的影响

为了研究骨料与水泥石界面区(ITZ)的组成及结构对混凝土抗硫酸盐腐蚀性能的影响,利用紫外分光光度计绘制了硫酸钠溶液浸泡混凝土试样的SO2-4浸入浓度/深度曲线,并辅以扫描电镜(SEM)和电子探针能谱(EDS)等对ITZ进行观测;同时利用XRD定量分析研究了混凝土本体相和界面相的水化产物富集的差异.结果表明:Ca(OH)2、钙矾石(AFt)等晶体富集于硫酸钠溶液浸泡后试样的ITZ,引起AFt二次结晶型的硫酸盐腐蚀破坏.在适量石膏的激发下,掺入超细矿粉(GGBS)可阻止AFt转变成单硫型水化硫铝酸钙(AFm),减少AFt二次结晶的生成,明显提高抗硫酸盐侵蚀能力,试样的同深度硫酸根浓度最低,抗硫酸盐侵蚀性能最好.     

Effect of fly ash on TSA resistance of cement-based material

Thaumasite form of sulfate attack(TSA)is a major concern in evaluating durability of concrete structures subjected to sulfate and carbonate ions.By means of Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR),X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),and energy dispersive spectrum(EDS) as well as Raman spectra of erosion substances,effect of fly ash on TSA resistance of Portland cement-based material were investigated.Immersed in magnesium sulfate solution with 33 800 ppm mass concentration of SO...     

Effect of silica fume on the thaumasite form of sulfate attack on cement-based materials

Thaumasite form of sulfate attack(TSA) can be observed in cement containing limestone under sulfate condition at low temperature. Mixing with suitable mineral admixture could be a good choice to improve the TSA resistance performance of cement-based materials. We investigated the durability performance of limestone-cement mortars reinforced with silica fume(SF) in 5% MgSO_4 solution at 5 ℃. The mortars, which were immersed in aggressive condition, were prepared with 2%, 4%, 6%, 8%, and 10% cement replacement by SF at a fixed water-to-binder ratio. Appearance, compressive strength, change of length and mass and corrosion products were investigated to evaluate the TSA resistance performance of SF based specimens. The results showed that specimens in the absence of SF almost disintegrated. Increasing SF dosage can reduce the degree of deterioration of SF mortars in TSA environment. Mortar mixtures with more than 6% SF merely show slight degeneration in relation to macroscopic and microscopic tests and characterizations.     

SO4^2-/ZrO2介孔氧化物的合成及表征

以十二烷基硫酸钠（SDS）为模板剂,乙二胺为碱介质,水热法合成ZrO2介孔材料。焙烧之后,在不同浓度的硫酸溶液中浸渍反应,得到SO4^2-/ZrO2介孔氧化物。研究结果表明,当n（Zr）︰n（SDS）︰n（H2NCH2CH2NH2）︰n（H2O）=1.0︰1.0︰1.6︰200,反应温度为60℃时,所合成的介孔氧化物在0.5 mol.L^-1 H2SO4溶液中浸渍3.5 h,550℃焙烧2 h,产物的酸量为1.905 4 mmol.g^-1。     

硫酸盐环境下再生混凝土的损伤演化研究

在干湿交替环境下,再生混凝土的硫酸盐侵蚀不仅会引发其外观上的损伤,而且对再生混凝土材料的耐久性也会产生严重的影响。采用硫酸盐-干湿循环试验,研究了3％、5％、10％Na2SO4溶液下全再生混凝土材料性能的衰减退化规律,以及5％Na2SO4溶液下不同再生粗骨料取代率混凝土材料性能的衰减退化规律。试验结果表明：在5％Na2SO4溶液侵蚀作用下,再生混凝土的线膨胀率△L随再生粗骨料取代率r的增加而增大,相对动弹性模量Er达到最大值Emax（r）时所需的干湿循环次数随r的增大而减少,Er的衰减速率随r的增大而增大;全再生混凝土Er的衰减速率和△L都将随Na2SO4浓度水平的升高而增大;Emax（r）／Er约为1．07。     

Influence of curing duration on thaumasite formation of Portland-limestone cement pastes

Extensive researches have been carried out on the conventional sulfate attack, while it has been found that the thaumasite form of sulfate attack(TSA), sulfate attack at low temperature, has just been discovered and its mechanism is not well understood so far. In this study, the sulfate attack of cement paste incorporating 30% mass of limestone powder was investigated. After 20 ℃ water cured for 7, 14, and 28 days,respectively, 20 mm cube specimens were exposed in a 5% magnesium sulfate solution at(6 ±1) ℃ for periods up to 240 days. Their appearance change, compressive strength development were examined at different storage time, and selected paste samples were examined by X-ray diffraction(XRD), Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), scanning electron microscopy(SEM) and energy dispersive spectroscopy(EDS). The results indicate that all Portland-limstone cement pastes suffer from appearance deterioration to some extent. The compressive strength of cement paste initially increases and after 120 days decreases with increasing exposed period. In addition, the cement paste with short curing time is more susceptible to sulfate attack, which directly leads to the formation of non-binder thaumasite crystal accompanied by the formation of ettringite, gypsum and brucite, and becomes a white, mushy, and incohesive matrix. Additionally, the extent of sulfate attack is greater and the formation of thaumasite is observed earlier for shorter curing time.     

双水相萃取法分离麻疯树毒蛋白的研究

为了降低麻疯树生物柴油的成本,综合开发麻疯树资源,研究了聚乙二醇(PEG)/硫酸铵[(NH4)2SO4]双水相体系萃取麻疯树毒蛋白的可行性.通过考察毒蛋白和杂蛋白的分配系数、选择性系数、相比和萃取率,探讨了(NH4)2SO4质量分数、PEG600质量分数、pH值和NaCl质量分数对麻疯树毒蛋白萃取的影响.结果表明:(NH4)2SO4质量分数对萃取影响最大,在[(NH4)2SO4]质量分数为24%,PEG600质量分数为9%,pH值为6.0的条件下,该体系对麻疯树毒蛋白的选择性系数高达5.2.     

贵州普定灯盏河岩溶泉的硫同位素季节变化特征

通过对贵州普定后寨地下河补给区的灯盏河岩溶泉为期1年的泉水水文地球化学特征与水中SO24-的硫同位素组成及季节性变化规律的分析,揭示灯盏河岩溶泉泉水中硫酸盐的来源及形成机理。结果表明：灯盏河岩溶泉的水化学类型主要为HCO3-.SO24--Ca2＋型,具有很高的硫酸盐浓度,且变化幅度较大,SO24-浓度为0.35～8.76mmol·L-1;灯盏河泉水SO24-的硫同位素组成为（3.80～25.76）×10-3,反映泉水的硫同位素组成主要受土壤有机硫氧化和石膏岩层溶解的控制;泉水硫同位素组成季节性变化明显,表现为旱季大于雨季,且旱季变化平缓,主要受石膏溶解的控制,而雨季变化幅度较大,反映雨季地下水硫酸盐土壤有机硫源贡献的增加及其季节性差异。     

硅灰对水泥净浆抗硫酸盐侵蚀性能的改善作用

将水泥净浆试件在5%Na2SO4溶液中长期浸泡,用试件强度随浸泡时间的变化和试件中物相的XRD分析,研究了硅灰对水泥净浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响.在Na2SO4溶液侵蚀下,普通硅酸盐水泥净浆试件强度随浸泡时间先增长,然后急剧降低;外观和XRD相分析表明,其原因是由于形成了膨胀性钙矾石,造成试件开裂破坏;加入硅灰的水泥净浆试件强度损失明显减小,尤其是抗折强度没有降低,其抵抗强度下降系数还略有增加;原因是由于硅灰的稀释作用和火山灰效应减少了水泥净浆中Ca(OH)2的量,从而降低了水泥净浆试件在硫酸盐溶液侵蚀下形成的膨胀性钙矾石的量.因而,硅灰对水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能有改善作用.