硫酸盐侵蚀作用下水泥砂浆损伤试验研究

在硫酸盐侵蚀环境下,混凝土内部硫酸盐腐蚀产物的生成是造成混凝土体积膨胀破坏和耐久性劣化的主要原因。通过测定不同硫酸盐侵蚀龄期(30 d,60 d,90 d,120 d,150 d,180 d),不同水灰比(0.4,0.5,0.6)下普通硅酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥砂浆的抗折强度,研究硫酸盐侵蚀对砂浆抗折强度的影响。试验结果表明,通过5%硫酸钠溶液长期浸泡试验,水泥砂浆试件抗折强度随着侵蚀龄期的增加呈先增大后下降的变化趋势;对于普通硅酸盐水泥试件来说,水灰比越大,抗折强度开始出现下降的龄期越早;高抗硫酸盐水泥砂浆试件出现强度下降的龄期较普通硅酸盐水泥砂浆晚,且0.4水灰比高抗硫酸盐水泥砂浆试件至侵蚀后期,其抗折强度均未出现明显下降,说明高抗硫酸盐水泥较普通硅酸盐水泥具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能。     

10℃下不同水灰比水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水灰比对水泥砂浆试件在10℃下抗硫酸盐侵蚀的性能的影响,采用0.36与0.5两种水灰比的普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及加入矿粉与硅灰的水泥砂浆试件,测试各试样在(10±1)℃的3％Na2SO4溶液中浸泡后的强度变化情况,综合考虑强度与抗蚀系数对砂浆抗硫酸盐侵蚀性能进行评价.结果表明:在10℃下0.36水灰比试件强度高于0.5水灰比试件,抗硫酸盐侵蚀性能随着水灰比的降低而提高;加入矿物掺合料明显改善了水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能,并且硅灰的含量越高效果越明显.砂浆抗硫酸盐侵蚀性能15％矿粉+3％硅灰>15％矿粉+1％硅灰>中抗硫水泥>普通硅酸盐水泥.     

低温对水泥砂浆硫酸盐侵蚀速率的影响试验研究

对于低温环境下普通硅酸盐、抗硫酸盐水泥砂浆试件的硫酸盐侵蚀情况进行了试验研究,建立了两阶段侵蚀破坏模型来反应温度对硫酸盐侵蚀速率的影响.通过将不同水泥品种不同水灰比试件浸泡在5℃、10℃、20℃环境下3％硫酸钠溶液中,以抗折强度为评价指标分析不同温度下硫酸盐侵蚀速率.结果表明:普通硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥砂浆试件随着温度的降低,受到的硫酸盐侵蚀逐渐加剧.抗折强度降低速率随着温度的降低而加快,同时降低水灰比可以提高水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀能力.     

高抗硫硅酸盐水泥的长期抗侵蚀能力初探

对高抗硫硅酸盐水泥配制的不同水灰比的胶砂试件进行硫酸盐长期侵蚀试验,研究了长期浸泡下胶砂试件抗硫酸盐侵蚀能力。结果表明:短期(28d)的浸泡不能真实反映出高抗硫水泥抗硫酸盐侵蚀能力,在不同浓度的溶液中浸泡28d时,硫酸盐侵蚀不但对试件没有影响,反而有助于提高试件的强度;高抗硫水泥长期抵抗硫酸盐侵蚀能力具有一定的局限性,且受侵蚀溶液浓度的影响,若环境水中硫酸根离子浓度≥4 000mg/L时,直接采用高抗硫水泥混凝土就有遭受侵蚀破坏的危险;水灰比对高抗硫水泥抗侵蚀能力有一定影响,在硫酸根离子浓度≤10 000mg/L的侵蚀溶液中,降低混凝土的水灰比(≤0.35),可增强试件的抗侵蚀能力。     

低温(10℃)-干湿循环下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀试验研究

在低温(10 ℃)-干湿循环双重环境下,对不同水灰比不同胶凝材料方案的水泥砂浆试件的抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究,其中水灰比采用0.5和0.36,胶凝材料分别为普通硅酸盐水泥、中抗硫酸盐硅酸盐水泥和在普通硅酸盐水泥中分别掺入15%矿粉+1%硅灰和15%矿粉+3%硅灰.结果表明:在低温(10 ℃)-干湿循环双重条件下,既存在化学侵蚀又存在物理侵蚀,但是以物理侵蚀为主;通过降低水灰比或者使用抗硫酸盐硅酸盐水泥能显著提高砂浆抗硫酸盐侵蚀性能;在不同的水灰比下,复掺矿粉和硅灰会得到不同的效果,在低水灰比时能提高抗硫酸盐侵蚀的性能,在高水灰比时反而会降低抗硫酸盐侵蚀的性能.     

硫酸盐侵蚀作用下低热水泥浆体退化行为研究

低热水泥广泛应用于水工混凝土,抗硫酸盐侵蚀是其耐久性设计的重要指标之一。采用硫酸钠溶液全浸泡试验法,对比研究了低热水泥基净浆试件与普通水泥净浆试件孔隙率、硫酸根离子分布、膨胀率、抗压强度和维氏硬度等物理、力学性能演化规律,对其侵蚀退化行为和损伤机理进行了分析。结果表明：硫酸钠溶液环境下低热水泥浆体的抗侵蚀性能优于普通硅酸盐水泥,掺入30%粉煤灰可提升其抗侵蚀能力。低热水泥浆体沿其侵蚀方向可由表及里分为损伤区、增强区、侵入区和完好区,维氏硬度指标能够较好地表征水泥石损伤时变行为。     

5℃环境下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水泥品种、矿物掺合料对水泥基材料在5℃下抗硫酸盐侵蚀的性能的影响,分别采用普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及加入矿粉与硅灰的水泥砂浆试件,测试各试样在(5±1)℃的3%Na2 SO4溶液浸泡后的强度变化情况,综合考虑砂浆强度与抗蚀系数对砂浆抗硫酸盐侵蚀性能进行评价,并运用SEM、EDS、XRD分析方法对腐蚀机理进行了分析.结果表明:在5℃环境下,砂浆试样的强度普遍低于常温环境下,砂浆抗硫酸盐侵蚀能力15%矿粉+3%硅灰>中抗硫水泥>15%矿粉+1%硅灰>普通硅酸盐水泥;加入矿物掺合料明显改善了水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能,并且硅灰的含量越高效果越明显;低温下腐蚀产物不仅有石膏,还有碳硫硅钙石的生成.     

掺Ⅱ级粉煤灰高性能混凝土在短龄期养护条件下的抗侵蚀性能初讨

按高性能混凝土配比方法配制不同掺量的Ⅱ级粉煤灰胶砂试件,分别与普通水泥胶砂试件和高抗硫酸盐水泥胶砂试件进行抗硫酸盐侵蚀的对比试验。试验结果发现,在短龄期养护条件下,经过高浓度硫酸盐溶液的侵蚀浸泡,不掺粉煤灰的普通胶砂试件和高抗硫水泥胶砂试件的抗蚀系数随侵蚀浸泡时间下降很快,在较短时间内就丧失了抗蚀能力;而掺有Ⅱ级粉煤灰的胶砂试件则维持较高的抗蚀系数,特别当Ⅱ级粉煤灰掺量达到60%时,其抵抗高浓度侵蚀溶液侵蚀的效果显著。     

短龄期养护条件下高抗硫硅酸盐水泥的抗侵蚀能力初探

在一些实际工程中,基础混凝土在浇筑完成不久后就会遭受硫酸盐侵蚀,此时,高抗硫硅酸盐水泥配制的混凝土抗侵蚀能力研究成果较少。本文模拟混凝土浇筑完成不久就遭受硫酸盐侵蚀的特殊情况,分析探讨了不同水灰比条件下高抗硫硅酸盐水泥胶砂试件在短龄期养护时抵抗硫酸盐侵蚀的能力。通过研究发现:1在短龄期养护条件下,当水灰比≥0.45时,高抗硫硅酸盐水泥混凝土无抵抗硫酸盐侵蚀的能力;2在短龄期养护条件下,当混凝土所处的硫酸根离子浓度≤2500mg/L时,高抗硫硅酸盐水泥混凝土的水灰比应≤0.35;当混凝土所处的硫酸根离子浓度≤4000mg/L时,高抗硫硅酸盐水泥混凝土的水灰比应≤0.30;3在短龄期养护条件下,若环境水中硫酸根离子浓度≥4000mg/L时,直接采用高抗硫水泥配制的混凝土就有遭受侵蚀破坏的危险,为避免给工程留下安全隐患,宜采用其他更为稳妥的抗侵蚀措施。     

低温干湿循环条件下砂浆抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水胶比水泥砂浆试件在低温干湿循环条件作用下的抗硫酸盐侵蚀性能.试验制作了0.36与0.5两种水胶比的普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及矿粉-硅灰复掺的水泥砂浆试件,检测了试件标养28 d后的孔结构及各试件在(5±1)℃的3％Na2 SO4溶液中干湿循环后的强度、动弹性模量变化情况,对砂浆在低温干湿循环条件下的抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价,并分析了检测指标间的相关性.结果表明:低温干湿循环条件下,0.5水胶比砂浆抗硫酸盐侵蚀性能低于0.36水胶比砂浆,抗硫酸盐侵蚀性能随着水胶比的降低而提高;低水胶比砂浆复掺矿粉-硅灰后抗低温干湿循环条件下的硫酸盐侵蚀性能提升明显;两个水胶比砂浆的相对动弹模均与抗压强度高度相关.     

硫酸盐侵蚀水泥砂浆动弹性模量的超声检测

用普通硅酸盐水泥,分别配制了水灰比在0．4～0．8范围内的水泥砂浆试件进行硫酸盐加速侵蚀实验。运用超声波技术测定了不同浓度硫酸盐侵蚀下不同水灰比水泥砂浆试件的动弹性模量值,分析了此实验条件下试件动弹性模量随侵蚀时间变化的规律,并对实验结果作了简要的机理分析。结果表明：在硫酸盐侵蚀条件下,水泥砂浆试件的动弹性模量随侵蚀时间首先增大至某一峰值,随后迅速降低或者逐渐缓慢降低。水灰比和硫酸根浓度对动弹性模量的影响只是反映在数值上;硫酸盐对水泥砂浆材料的侵蚀是由表及里的,动弹性模量的演化可以来反映试件整体平均强度的变化,而回弹法测定的抗压强度反映的是试件表面强度的变化。比较而言,动弹性模量的演化在时间上存在着滞后性。试件微观分析及宏观形貌表明：硫酸盐侵蚀条件下,砂浆试件动弹性模量的演化主要是膨胀产物钙矾石等的形成引起砂浆内部微观结构变化的缘故。     

石灰石粉对水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性的影响及其机理

用天然石灰石粉等质量取代水泥20%和30%,将制备的水泥净浆和砂浆试件常温浸泡在0.35 mol/L Na2SO4溶液中,测量试件的线长度和抗折强度随浸泡时间的变化.结果表明:石灰石粉对水泥基材料的抗硫酸盐性有严重的影响,它们使水泥基材料在硫酸盐环境中的强度急剧下降并导致水泥基材料产生较大体积膨胀,引起开裂.掺石灰石粉的水泥基材料主要因形成大量较大尺寸的石膏晶体而膨胀开裂.石膏的形成导致硫酸盐侵蚀水泥基材料产生膨胀开裂.因此,在硫酸盐侵蚀环境下,不宜采用含石灰石粉的复合水泥或将石灰石粉作为矿物掺合料制备的混凝土.     

内掺白云石水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能

为考察白云石对水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响，本文采用10%、20%、30%(质量分数，下同)白云石掺入水泥净浆与水泥砂浆试件中，在低温条件下浸泡于5%硫酸镁和5%硫酸钠溶液中，并进行硫酸盐侵蚀试验。定期观察试件的宏观形貌变化，并定量分析其侵蚀产物。测定水泥砂浆试件抗折强度与抗压强度并进行宏观分析，以此得出不同种类硫酸盐对试件生成碳硫硅钙石的影响。采用热力学模拟探究白云石对水泥胶凝体系产物的影响。结果表明：当白云石掺量为10%～20%时，能抑制水泥基材料中碳硫硅钙石的生成，水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能有较大提高，水泥砂浆试件抗折强度有明显改善，这与热力学模拟结果基本一致。     

不同品种水泥的抗碳硫硅酸钙型硫酸盐侵蚀性能

研究了普通硅酸盐水泥(ordinary portland cement, OPC)、快硬硫铝酸盐水泥(rapid hardening sulphoaluminate cement, SAC)、抗硫酸盐水泥(sulfate resistant portland cement, SRC)及OPC-SAC复合水泥掺加30%(质量分数)石灰石粉的砂浆试件在(5±1)℃,浸泡于5%(质量分数)MgSO4溶液中各龄期的强度、膨胀率、外观变化及其水化产物.结果表明: 碳硫硅酸钙型硫酸盐侵蚀(Thaumasite sulfate attack, TSA)程度与水泥品种有关,SRC不能有效地防止TSA破坏,而OPC与SAC复合能够取得较好的抗TSA效果.     

铝土矿选尾矿制备硅铝聚合材料的反应产物及抗化学侵蚀性能(英文)

以煅烧铝土矿选尾矿为硅铝质原料,以矿渣微粉为促硬剂,以水玻璃为激发剂,制备得到了硅铝聚合材料。运用X射线衍射、扫描电镜、热分析研究了硬化浆体的反应产物及其微观形貌、热性质。通过观察3%硫酸钠溶液、3%硫酸镁溶液、5%硫酸溶液、5%盐酸溶液对砂浆试样外观、质量、强度的影响,研究了其抗化学侵蚀性能,并比较了其与铝酸盐水泥、快硬早强硫铝酸盐水泥、中抗硫酸盐硅酸盐水泥及矿渣硅酸盐水泥的区别。结果表明:反应并不生成晶体物质,而是无定形态的铝硅酸盐;硬化体中呈现片层状显微形貌的物质能够吸附水分,从而在灼烧过程中表现为脱水吸热及质量损失;该片层状物质随着龄期的延长而变得愈发细小和复杂,进而在宏观上表现为强度增长及脱水温度升高;硅铝聚合砂浆分别经3%硫酸钠溶液、3%硫酸镁溶液浸泡28d后,与各水泥砂浆试样比较,其不仅外观完整,而且强度并没有下降,反而具有几乎相同的强度增长,即说明其具有更优异的抗硫酸侵蚀性能;硅铝聚合砂浆与各水泥砂浆经稀酸溶液浸泡28d后,前者不仅能保持原始外观,而且表现为更低的质量及强度损失。     

硫酸铝盐水泥与硅酸盐水泥净浆水分蒸发区硫酸盐破坏对比

将硫铝酸盐水泥净浆试件半浸泡在10%硫酸溶液中,运用环境扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了试件水分蒸发区的破坏特点,并对比了已有相同试验条件下硅酸盐水泥净浆试件破坏特征。结果表明:7 d后,硫铝酸盐水泥试件水分蒸发区产生了严重破坏,并在破坏部位检测到硫酸钠晶体,其破坏机理是硫酸盐物理结晶破坏;而硅酸盐水泥净浆试件水分蒸发区经过5个月后才产生破坏,在破坏净浆内部存在钙矾石和石膏等化学侵蚀产物,证明硫酸盐化学侵蚀破坏依然是主导普通硅酸盐水泥净浆试件水分蒸发区破坏的机理。     

纳米SiO2-CSA-OPC复合修补砂浆的抗盐渍土侵蚀性能研究

为了研究纳米SiO2-硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥(NS-CSA-OPC)复合修补砂浆的抗盐渍土侵蚀性能,采用在NaCl溶液、Na2 SO4溶液及NaCl-Na2 SO4复合溶液下的长期半浸泡试验模拟盐渍土侵蚀环境,以加速侵蚀NS-CSA-OPC砂浆试件.试验测试了3种侵蚀环境下,NS-CSA-OPC修补砂浆质量、相对...     

干湿交替环境中混凝土的性能研究

以内掺粉煤灰制成的高性能混凝土和普通硅酸盐水泥及抗硫酸盐水泥制成的高性能混凝土作为研究对象,在硫酸钠溶液和水中进行干湿循环后,通过测量相对动弹性模量损失率,说明掺加粉煤灰的高性能混凝土对硫酸盐侵蚀有较好的抵抗性能.     

含白云石微粉水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能

为评估白云石微粉对水泥抗硫酸盐侵蚀性能的影响,以石灰石微粉为参照,研究了白云石微粉掺量(质量分数)分别为10%、20%、30%时,水泥砂浆在质量浓度为5%硫酸钠溶液中的变形和强度发展规律,并讨论了基于抗蚀系数的含碳酸盐岩微粉水泥抗硫酸盐侵蚀性能评价方法。结果表明:砂浆试体在Na_2SO_4溶液中的变形过程可分为稳定期、缓慢膨胀期和加速膨胀期3个阶段。除掺10%白云石微粉试体外,其余含碳酸盐岩微粉砂浆的膨胀率均大于空白样(PC)。与掺石灰石微粉试体相比,含白云石微粉试体起始膨胀的龄期滞后,同期膨胀小,且两者膨胀差异随龄期延长和掺量增加呈增大趋势。无论在水中还是在Na_2SO_4溶液中,掺碳酸盐岩微粉砂浆抗压和抗折强度发展趋势均与PC类似,但强度均降低,且掺量越大,强度降幅越大。与在水中养护时强度持续缓慢增长不同,掺碳酸盐岩微粉砂浆强度在Na_2SO_4溶液中经历先快速增长至峰值,而后降低的过程。与含石灰石微粉试体相比,含白云石微粉砂浆强度达到峰值的龄期滞后且后期强度高。标准规定的28 d抗蚀系数K_(28)不能确切反映含碳酸盐岩微粉水泥抗硫酸盐侵蚀性能。采用试体起始膨胀或强度达峰值龄期的抗蚀系数可提高判定结果的准确性和可靠性。     

水胶比及粉煤灰掺量对混凝土抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀性能的影响

对不同水胶比及不同粉煤灰掺量的普通硅酸盐水泥胶砂试件,进行不同浓度的硫酸盐、镁盐双重侵蚀试验,探讨普通硅酸盐水泥混凝土在双重侵蚀环境中的抗侵蚀性能.试验结果表明：在较低浓度双重侵蚀溶液中,降低水胶比、增加粉煤灰掺量,可在一定程度上提高试件的抗双重侵蚀能力;但在高浓度双重侵蚀环境中,普通硅酸盐水泥胶砂试件即使降低水胶比、增大粉煤灰掺量,也难以有效抵抗侵蚀破坏.