混凝土抗硫酸盐侵蚀研究综述

混凝土抗硫酸盐侵蚀的研究,对提升混凝土耐久性有着十分积极的作用。主要研究了混凝土硫酸盐侵蚀类型、机理、影响因素,总结了混凝土硫酸盐侵蚀现状以及常用防护措施,为进一步进行硫酸盐侵蚀的研究打下了基础。     

混凝土抗硫酸盐侵蚀研究综述

从混凝土硫酸盐侵蚀类型、侵蚀速度的影响因素出发,系统总结了国内混凝土硫酸盐侵蚀的研究现状及常用预防保护措施,深入分析了已有研究中存在的若干问题,并为以后的研究提出了建议。     

硫酸盐侵蚀作用下混凝土损伤层与微观研究

混凝土损伤层性能劣化规律对研究硫酸盐侵蚀作用下混凝土耐久性具有重要意义.采用超声波平测法,研究了硫酸盐与干湿交替作用下不同水胶比混凝土的损伤层厚度变化规律,从损伤层角度分析了混凝土的损伤劣化特点与性能退化规律,并采用X衍射方法对混凝土中的主要侵蚀产物进行分析.研究结果表明:随着水胶比增大,混凝土中钙矾石和石膏不断增多,氢氧化钙含量逐步减小,宏观表现为混凝土损伤层中超声波速逐渐减小,损伤层厚度增大.当混凝土损伤层越厚、声速越低时,表明其密实度降低,损伤劣化程度增大.通过测量混凝土损伤层厚度,可以有效判断硫酸盐侵蚀作用下混凝土损伤劣化情况.     

混凝土建筑物防硫酸盐侵蚀技术研究

混凝土建筑物受硫酸盐侵蚀现象比较严重。为了防止硫酸盐对混凝土建筑物侵害,通过对不同水泥、两种掺合料(磨细矿粉、粉煤灰)不同比例条件下的砂浆抗蚀系数、自由膨胀率的试验,得出混凝土的抗硫酸盐性能有较大提高的比例为:单掺磨细矿粉掺50%或60%;共掺粉煤灰20%和磨细矿粉30%。由此可见,通过砂浆试验推出大掺量掺合物(磨细矿粉、粉煤灰)混凝土具有较优的抗硫酸盐侵蚀性能。     

利用FT-IR研究硫酸盐侵蚀后混凝土表层的胀裂

为了研究由硫酸盐侵蚀而导致的混凝土里表不同部位侵蚀的变化特征,利用傅里叶变换红外光谱定性地研究了在10％硫酸钠溶液中浸泡4年的混凝土试件内部的侵蚀产物分布规律.研究表明:在该类侵蚀介质的作用下,混凝土内主要侵蚀产物为石膏和钙矾石;在界面过渡区和水泥石基体中,石膏的含量沿着混凝士厚度方向减少,钙矾石增加;在同一厚度下,界面过渡区中钙矾石和氢氧化钙的含量高于水泥石基体中钙矾石和氢氧化钙的含量.     

混凝土硫酸盐侵蚀试验中的思考

混凝土硫酸盐的侵蚀破坏是十分严重的,也是近几年混凝土侵蚀破坏研究的热点.本文是在试验的基础上进行思考和总结,归纳了普通硫酸盐侵蚀的因素,并提出了混凝土抗硫酸盐侵蚀的一些措施,为进一步进行硫酸盐侵蚀的研究打下基础.     

粉煤灰与混凝土的硫酸盐侵蚀

本文概述了混凝土的硫酸盐侵蚀机理以及粉煤灰提高混凝土抗硫酸盐性能的原因：细化孔隙结构、改善界面特征、降低混凝土渗透性、减少氢氧化钙的含量、减少微裂缝、“稀释”C3A等．这正是粉煤灰混凝土有着良好的抗硫酸盐性能的原因所在。     

粉煤灰高性能混凝土的抗硫酸盐侵蚀研究

混凝土的侵蚀实质是水泥石的侵蚀,而造成混凝土宏观破坏。高性能混凝土由于掺加了高效减水剂和大掺量超细掺合料并采用低水胶比配制,因而具有高密实度和优异的抗侵蚀性。     

硫酸盐、磨损复合侵蚀作用下自密实混凝土的耐久性的研究

通过试验,研究了有害介质与磨损的联合作用自密实混凝土的耐久性能。结果显示:自密实混凝土中由于粉煤灰缓解了硫酸盐对混凝土的腐蚀程度,从而改善了混凝土的耐磨性能,与单一硫酸钠溶液相比,混合溶液对其耐磨度影响与单一的硫酸钠溶液相仿,而半浸对耐磨度影响较大。     

粉煤灰轻骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀研究

按粉煤灰最佳掺量配制轻骨料混凝土,进行抗硫酸盐侵蚀实验.试验结果表明,干湿循环作用下,硫酸钠浓度为7％的试块侵蚀速度最快;粉煤灰轻骨料混凝土的破坏形式主要为裂缝开裂破坏;随干湿循环的进行,抗压强度呈现出先增加后降低的近似抛物线曲线的趋势,并且硫酸钠溶液的浓度越高,强度上升的越快,下降的也越快;三种侵蚀溶液中的应力-应变曲线具有相似性,并且粉煤灰轻骨料混凝土的塑性随侵蚀浓度的提高而增大;对侵蚀作用后的混凝土应力-应变曲线可以采用三次曲线进行拟合,效果较好.     

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。     

粉煤灰改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究

配制玛纳斯水电站大坝面板高性能混凝土,拟采用玛纳斯电厂生产的粉煤灰作掺合料.时掺此粉煤灰的水泥基胶凝材料进行了抗硫酸盐化学侵蚀的试验研究.实验结果表明:掺粉煤灰试件其抗侵能力优于不掺粉煤灰试件,在实验中其抗侵能力提高2倍以上.粉煤灰有利于生成抗硫酸盐侵蚀的低钙硅比CSH.试件对SO42-的吸收与试件自身CaO析出量同浸...     

硫酸盐侵蚀作用下水泥砂浆膨胀率试验研究

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,不同水灰比下普通硅酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥砂浆的膨胀率,旨在研究硫酸盐侵蚀对砂浆膨胀率的影响。试验结果表明,在5%的硫酸钠溶液中长期浸泡的不同试件,其膨胀率均呈现初期增长较快,随后经过一个平稳增长的阶段。在浸泡120 d后,普通硅酸盐砂浆试件0.5和0.6水灰比会由于硫酸盐侵蚀造成的内部损伤,膨胀率出现骤增,而抗硫酸盐水泥由于其较好的抗硫酸盐侵蚀性使其膨胀率仍保持缓慢增长;普通硅酸盐水泥试件在硫酸钠溶液中浸泡150 d后,0.4、0.5和0.6水灰比试件膨胀率分别达到0.162%、0.383%和0.491%,分别为抗硫酸盐水泥砂浆试件膨胀率的1.0倍、2.3倍和2.8倍。说明硫酸盐侵蚀加速了砂浆的体积膨胀速率,同时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。     

掺复合掺合料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

研究了钢渣-矿渣-粉煤灰复合掺合料的混凝土在硫酸盐及干湿交替硫酸盐环境中的强度、膨胀率及剥落量。结果表明:在干湿循环环境中,硫酸盐结晶引起的破坏远大于化学侵蚀引起的破坏。复合掺合料能有效抑制硫酸盐化学侵蚀引起的膨胀破坏,但掺加复合掺合料的混凝土抗硫酸盐结晶破坏的能力有明显降低。     

不同种类硫酸盐溶液侵蚀下混凝土损伤研究

研究了混凝土在不同种类硫酸盐溶液与干湿循环作用下的损伤层厚度演化规律,分析了损伤层混凝土的力学性能,得到了损伤层混凝土抗压强度。研究结果表明：随着侵蚀时间增加,混凝土损伤层中超声声速降低,损伤层厚度增大,并且损伤层混凝土抗压强度明显降低。当混凝土损伤层越厚、声速越低时,其损伤程度越大。混凝土在硫酸镁溶液中的损伤层厚度最大,且抗压强度劣化明显,混凝土侵蚀破坏最严重;硫酸钠与氯化钠的复合溶液中混凝土损伤层厚度最小,其抗压强度降低最少,氯离子的存在降低了混凝土的损伤劣化程度。     

硫酸盐侵蚀下的混凝土损伤破坏全过程

根据Fick第二定律建立了硫酸根离子在混凝土中的非稳态扩散反应方程,利用有限差分法求解该方程以获得硫酸根离子在混凝土中的浓度分布规律.根据硫酸根离子与混凝土中铝酸钙盐之间的化学反应所生成钙钒石的数量,给出了钙钒石生成过程中的混凝土膨胀应变计算公式,并由混凝土本构关系计算相应的膨胀应力,以评估混凝土是否开裂破坏.最后,通过数值仿真,模拟浸泡在2%Na2SO4溶液里的混凝土板内的硫酸根离子扩散过程、膨胀应变及应力变化、开裂破坏等全过程.结果表明:所提出的分析方法可定量地描述硫酸盐侵蚀下的混凝土损伤破坏规律.     

掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究

由于环境侵蚀,混凝土结构易开裂破坏,掺入适宜的外加剂可减轻其损伤劣化。本文研究了不同氧化镁膨胀剂掺量对混凝土抗侵蚀性能的影响,测试了混凝土经MgSO₄浸泡后的质量损失、强度变化,结合微观结构变化,评价了掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明:硫酸盐长期浸泡环境下,混凝土试件的质量和力学性能均先增加后降低,掺入氧化镁膨胀剂以及降低硫酸盐溶液浓度都能降低硫酸盐的侵蚀速率;氧化镁膨胀剂的掺入一方面能够细化混凝土内部孔结构,降低硫酸盐的侵蚀损伤速率,延缓试件损伤开裂形成微裂纹;另一方面氧化镁膨胀剂填充了开裂后的微裂纹,阻断或减小了硫酸盐继续传输通道,从而抑制裂纹继续扩展。     

硫酸盐侵蚀下混凝土单轴压缩力学行为模拟及孔隙特征研究

为了研究硫酸盐侵蚀下混凝土力学行为及内部孔隙结构的变化规律,本文对在0%、10%、15%、20%四种不同质量分数硫酸钠溶液浸泡210 d的混凝土试件进行单轴压缩试验,并通过PFC^2D软件模拟应力场分布以研究试验过程中裂缝演化规律,并结合核磁共振分析其浸泡后内部孔隙分布情况。结果表明:混凝土的峰值应力、弹性模量均随浸泡浓度的增大而下降;根据PFC^2D模拟结果,在单轴压缩过程中混凝土内部最早出现张拉裂缝,随后裂缝继续扩展,逐渐出现张拉与剪切复合裂缝,最终形成一条沿对角线贯穿的剪切裂缝;硫酸盐侵蚀后混凝土T₂分布曲线有3个波峰,内部孔隙主要以微孔、小孔为主,随着浸泡浓度的增长,其微孔逐渐向小孔转化,导致混凝土的T₂峰1幅值和面积逐渐增大。     

硫酸盐侵蚀与冻融循环共同作用下混凝土损伤研究

对水胶比为0.45的引气混凝土分别在质量分数为1％ Na,SO4、5％ Na2 SO4、5％ MgSO4溶液及水中进行快速冻融试验,采用超声平测法测量混凝土损伤层厚度,分析了不同溶液中混凝土的损伤层、未损伤层超声波速及损伤层厚度随冻融循环次数的变化规律.结果表明:混凝土损伤层厚度能够反映硫酸盐-冻融共同作用下混凝土损伤程度;不同溶液与冻融共同作用下混凝土损伤程度有所不同,原因在于硫酸盐溶液对混凝土冻融破坏既存在抑制作用,又存在促进作用;随着硫酸钠溶液浓度的升高,硫酸钠溶液对混凝土的冻融破坏由促进作用逐渐转变为抑制作用,由于硫酸镁具有镁盐和硫酸盐的双重腐蚀,对混凝土的冻融破坏促进作用最大.     

玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀研究

为了研究玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维对混凝土耐硫酸盐腐蚀性能的影响,以C40混凝土为基础,设计并制备了不同纤维掺量的混凝土试件,进行耐腐蚀性能实验。结果表明：掺入纤维后,混凝土抗压强度有所损失。混凝土抗压强度耐腐蚀系数显著提升,且在15 d干湿循环试验中,混杂比为1∶2的混杂纤维混凝土耐腐蚀系数最好。在30 d干湿循环试验中,混杂比为2∶1的混杂纤维混凝土耐腐蚀系数最好。纤维还能够改善混凝土的质量损失,在干湿循环试验中,当纤维体积掺量不大于0.4%时,玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维混凝土质量增长的最佳混杂比为1∶2。