水基材料碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀

介绍了水泥基材料碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀的研究进展,着重论述了碳硫硅钙石的组成结构、鉴定表征、形成机理、化学模型、劣化模型、碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀的预防措施,并指出目前研究中存在问题.     

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。     

粉煤灰对水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀性能的影响

研究粉煤灰掺量、细度及组成对水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀性能的影响,结果表明,粉煤灰能改善水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀性能,其作用效果与粉煤灰组成密切相关;SiO2与Al2O3总量较高、烧失量较低的粉煤灰改善效果较好;组成相同时,粉煤灰掺量为30%的水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀性能较好;对水泥石的物理改性作用是粉煤灰能有效延缓碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀发生的主要原因。     

碳硫硅钙石对混凝土的破坏作用

阐述了碳硫硅钙石（thaumasite)的形成机理、形成条件及破坏机理。指出在低温环境下,当混凝土中存在C－S－H凝胶、碳酸盐、硫酸盐及充足的水时,混凝土中可形成碳硫硅钙石,使混凝土遭受破坏,并对此提出了预防措施。     

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。     

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。     

碳硫硅钙石的结构特征及其对水泥基材料造成的破坏

概述了碳硫硅钙石的晶体结构特征,存在于水泥基材料中的碳硫硅钙石的形成机理和破坏特点,对建筑工程中碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀的破坏阶段进行了详细的描述,最后提出了防护碳硫硅钙石侵蚀发生的措施。     

早期养护条件对水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的影响

研究了早期高湿度空气养护、水中标准养护及密封养护对水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的影响。采用X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等方法分析了水泥石经180 d硫酸盐侵蚀后的腐蚀产物。结果表明,早期高湿度空气养护,水泥石碳化生成的CaCO3填充于孔隙中,使表层结构更加致密,阻碍了SO42-等有害离子侵入,延缓了水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀过程。比较而言,早期密封养护,水泥水化不充分,水泥石内部缺陷相对较多,SO42-等有害离子容易侵入,水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀最为严重。     

碳硫硅钙石的形成及其对混凝土性能的影响

研究了石灰石粉对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响．石灰石粉取代水泥用量为0,20％,40％．180d浸泡试验表明：石灰石粉掺量越高,侵蚀溶液温度越低,混凝土遭受硫酸盐侵蚀破坏的程度越严重;掺石灰石粉的混凝土在0～10℃的条件下可引起碳硫硅钙石类型的硫酸盐侵蚀破坏．     

水泥混凝土TSA侵蚀影响因素研究

碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀（TSA）是一种特殊的硫酸盐侵蚀形式,直接导致混凝土中C-S-H凝胶的分解,使混凝土变成一种灰白色、果肉状泥砂混合物。介绍了CO2、温度、pH值、C3A、C-S-H、水泥品种和粉煤灰等影响因素的研究情况,结合研究情况提出一些建议。     

Cl-对掺石灰石粉水泥基材料TSA的影响

将掺石灰石粉水泥基材料试件分别浸泡于(5±2)℃不同配比(质量比)的NaCl/Na2SO4复合溶液中,记录侵蚀过程中试件外观变化,测试试件强度,并对侵蚀后的腐蚀产物进行红外光谱分析和X射线衍射分析.结果表明：在纯Na2SO4溶液中浸泡的试件发生碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(TSA)破坏,试件由表及里剥落,失去黏凝性.在NaCl/Na2SO4复合溶液中浸泡试件的TSA破坏程度随着Cl-浓度(质量浓度)的提高逐渐降低.Cl-降低碳硫硅钙石形成速度,进而减缓TSA破坏进程,Cl-浓度越高减缓效果越明显.Cl-对掺石灰石粉水泥基材料TSA的影响过程可分为3个阶段,即抑制阶段、衰退阶段及失效阶段.     

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.     

碳硫硅钙石的化学定量分析

基于混凝土中含硫水化产物化学特性的差异,采用氯化钡和氯化钙溶液处理水泥水化浆体样品,将碳硫硅钙石（TSA）与其他含硫水化产物进行分离,进而测得TSA含量.结果表明：采用该方法测定的硫酸钠硫化钙单硫型水化硫铝酸钙（AFm）石膏钙矾石（AFt）TSA混合物中的TSA含量,平均准确率可达92%以上;用该法定量测试了浸泡于硫酸盐溶液中水泥净浆试件的TSA含量,其含量顺序为硫酸镁＞硫酸铝＞硫酸钠.由此可见,用该化学定量法定量碳硫硅钙石可行而且可靠.     

基于碱-硅反应抑制效果的粉煤灰品质评价指标

基于粉煤灰抑制碱一硅反应(ASR)的效果,采用22种粉煤灰对具有碱活性的砂岩骨料进行ASR抑制试验,提出了用粉煤灰的化学成分因子Cfa来评价粉煤灰品质、优选粉煤灰.首先用其中的12种粉煤灰进行砂浆棒快速法试验,分析了粉煤灰主要化学成分对ASR的影响,确定CFA的表达式为[m(CaO)+0.735 6m(R2O)+1.460 7m(MgO)-1.829 9m(SO2)]/[O.792 8m(SiO2)-2.170 5m(Fe2O3)+0.567 3m(A12O3)];用其余10种粉煤灰进行砂浆棒快速法试验和60℃混凝土棱柱体法试验,验证了CFA的合理性,比较了CFA和另外3种粉煤灰品质评价指标与粉煤灰对ASR抑制效果的相关系数.结果表明:粉煤灰的单一化学成分不足以全面反映粉煤灰对ASR的抑制效果;CFA与粉煤灰对ASR的抑制效果有较好的相关性;当CFA≤0.400时,约30%的粉煤灰掺量可以有效抑制ASR;当CFA>O.400时,粉煤灰掺量应更大.     

含石膏骨料引起的混凝土内部硫酸盐侵蚀

采用XRD,SEM/EDS,BSEM/EDS,光学显微分析和显微硬度分析等测试方法对湖北十字垭隧道工程混凝土进行了分析.结果表明：混凝土部分粗骨料含有石膏,在粗骨料中石膏与砂浆界面过渡区生成了钙矾石和碳硫硅钙石,导致混凝土开裂、界面过渡区疏松多孔,混凝土内部受到硫酸盐侵蚀破坏.     

酸雨条件下低钙粉煤灰对水泥砂浆强度的影响

按长沙市的酸雨特征,配制了pH值为1．1并含有SO4^2-,Mg^2＋,Ca^2＋,H^＋的模拟酸液;通过干湿交替循环（即在模拟酸液中浸泡1d,再在室内自然干燥1d）加速水泥砂浆试件的腐蚀;研究了低钙粉煤灰对经干湿交替循环加速腐蚀的水泥砂浆试件抗折、抗压强度的影响;对经腐蚀的水泥砂浆试件进行了X射线衍射分析,以探讨其破坏机理．试验研究表明：粉煤灰等量取代水泥质量25％～35％时,经14次干湿交替循环加速腐蚀的水泥砂浆试件的抗折强度低于同等条件下纯水泥砂浆试件的抗折强度,即粉煤灰对水泥砂浆试件在模拟酸液条件下保持其抗折强度不变的能力没有改善作用;经模拟酸液腐蚀后水泥砂浆试件表面粗糙,并伴有剥落现象产生;在pH值较低的模拟酸液作用下,粉煤灰水泥砂浆试件发生破坏主要是因其表面溶蚀及胶凝物质分解所造成的;在模拟酸液作用下,SO4^2-与水泥水化产物作用生成石膏而不是钙矾石．     

兰州市粉煤灰混凝土的应用研究

分析了兰州市普通混凝土的缺点,提出解决的办法是根据兰州市混凝土的发展,使普通混凝土向绿色高性能混凝土化。提出增大粉煤灰掺量、降低水泥用量是绿色高性能化的途径。对混凝土配合比进行优化设计,并予以应用。通过对优化配比的粉煤灰混凝土的抗压强度试验和早期环形约束收缩试验,以及经济性分析,得出结论,该混凝土具有价格优势,通过使用本地的材料能够实现混凝土绿色高性能化,这对甘肃省发展绿色材料有非常重要的意义。     

磷酸镁水泥中的粉煤灰效应研究

采用宏观性能与微观分析相结合的方法研究了粉煤灰在磷酸镁水泥体系中的多种效应,包括活性效应、微集料效应和形貌效应,并通过试验设计与分析,确认粉煤灰在磷酸镁水泥体系中还存在着吸附效应.