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。     

混凝土路面盐冻破坏防治研究

混凝土路面处于盐碱环境当中的时候,常常会出现盐冻受损的现象,严重的还会导致路面的剥蚀现象,使得路面破坏严重,甚至会导致国家经济受损,本研究首先对导致混凝涂路面出现盐冻是破坏的机理进行了分析,然后根据笔者多年的从业经验、相关资料的范围首先分析了混凝土路面出现盐冻破坏的机理,然后给出了导致混凝土路面盐冻损坏的具体原因,最后根据导致混凝土路面出现的盐冻破坏因素提出了有针对性的三大防治措施。     

污水管道中混凝土硫酸腐蚀研究进展

随着国家对污水系统规划的重视，混凝土在污水管道中得到了广泛应用。混凝土在污水管道服役期间会受到物理、化学以及生物的协同作用而劣化。在诸多侵蚀介质中，硫酸对混凝土的性能影响最为突出。为了进一步加深对此研究领域的理解，本文主要从污水管道中的硫酸来源、混凝土的硫酸腐蚀机理、影响硫酸腐蚀的因素及抗硫酸腐蚀对策等研究进展进行介绍，寻找有效的污水管道混凝土防腐对策。     

关于"混凝土硫酸盐结晶破坏"理论的研究进展

当混凝土构件半掩埋在含有硫酸盐的土壤或地下水中时，暴露在空气中的混凝土会发生类似于其他多孔材料（如岩石、多孔砖等）的破坏方式。混凝土科技工作者认为是硫酸盐结晶导致了混凝土破坏，对这方面的研究也越来越受到重视。但是，对于“混凝土硫酸盐结晶破坏”这一课题未有系统的研究报道，并缺乏对已有研究成果的总结和理论分析。本文详细分析了已有相关试验室和野外长期试验结果，对比多孔材料盐结晶经典理论发：睨，有关“混凝土硫酸盐结晶破坏”的试验结果和现象与盐结晶经典理论存在很大的争议，并没有充分的理由说明硫酸盐结晶破坏是导致混凝土破坏的主要原因，而通常所说的硫酸盐化学侵蚀依然可能是其主要破坏机理。最后，针对存有争议的试验结果，提出了需要进一步研究的一些问题。     

微生物与矿物建筑材料的相互作用(英文)

综合介绍了比利时根特大学Magnel实验室与其他合作单位关于微生物与建筑材料(混凝土和石材)之间相互作用的研究概况。第一个研究课题是生物硫酸腐蚀,主要研究混凝土下水道系统和储肥设施的侵蚀。整个过程可用纯化学或微生物侵蚀实验来模拟。利用化学硫酸实验来模拟侵蚀过程的缺点是忽视了混凝土本身的杀菌效果。微生物实验结果表明使用具有高度中和能力的材料可限制生物腐蚀的发生。因此,生物硫酸侵蚀模型中不但需要考虑耐久性(如孔隙率),也需要把混凝土碱性列为参数之一。第二个研究课题是细菌在胶结固化和混凝土自修复中的应用。细菌诱导产生的碳酸钙用于水泥基材料和石灰石的表面防护。研究表明:沉积在表面的生物碳酸钙可有效降低混凝土吸水率、碳化和氯离子侵蚀;还能提高混凝土抗冻融性能。多孔石灰石表面固化深度可达到30mm甚至更多,固结区的强度可增加300%。与此同时,微生物碳酸钙也被应用于混凝土裂缝自修复。细菌先被固载于硅藻土或微胶囊内,然后加入到混凝土中与其一起搅拌。结果显示:加有硅藻土固载的细菌的砂浆试块上0.15~0.17mm宽的裂缝可在40d内被细菌诱导产生的碳酸钙完全修复;而加有微胶囊固载的细菌的试块上1mm宽的裂缝可以在3周内自修复完毕。微生物在混凝土中的另一个应用是创造绿色生态混凝土墙壁。这种混凝土墙壁经过特殊设计获得特定的微观结构和生物兼容性,从而可充当生物生长的基体。为了适于生物生长,使用低pH值的磷酸镁水泥混凝土和碳化水泥混凝土,并对其他影响生物兼容性的因素如混凝土孔隙率、表面粗糙度等进行了优化研究。     

碳酸盐和硫酸盐作用下混凝土宏-细观损伤机理

通过对混凝土试件的碳酸盐与硫酸盐盐类侵蚀试验,观察混凝土宏-细观结构破坏特征,总结相对动弹性模量与质量损失变化规律,进而分析混凝土内部结构破坏机理.结果 表明,碳酸盐侵蚀作用下混凝土剥蚀比硫酸盐严重,而且混凝土内部侵蚀产物不同,硫酸钠溶液侵蚀混凝土主要以生成晶体石膏和晶体钙矾石为主,碳酸钠溶液侵蚀混凝土则会在混凝土内部生成大苏打.盐溶液浸泡侵蚀作用下的混凝土质量损失率和相对动弹性模量变化规律都会经历先增大后减小的过程.水灰比对质量损失率的影响大于盐溶液类型,盐溶液对相对动弹性模量的影响大于水灰比.根据实测损伤变化规律,建立了盐类侵蚀条件下混凝土的相对动弹性模量-侵蚀时间方程.     

火山灰水泥土抗侵蚀试验研究

火山灰质硅酸盐水泥常用于制备受侵蚀介质作用的混凝土,故选取火山灰水泥作为研究对象。通过对火山灰混凝土抗侵蚀的试验研究,测定不同等级下的火山灰混凝土在相同掺量的腐蚀性介质下的抗压强度,并结合相关资料对火山灰混凝土的侵蚀情况、火山灰水泥的具体使用环境,以及在特殊环境中(湖水、海水、工业污水等)的使用年限进行探讨。结果表明:对不同强度的混凝土经相同浓度的酸、碱溶液浸泡后,混凝土的抗压强度会随着其强度增加而增加,其抗腐蚀能力较好,内部受到的破坏也较小破坏整体性较好。     

以胶东调水工程为例分析混凝土快速破坏机理

以山东胶东调水工程为例,系统研究了混凝土快速破坏机理。通过扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射和Raman谱分析研究了破坏混凝土水泥基体和析出物的矿物成分,并分析混凝土在实际工程环境中可能发生的化学反应和物理反应。结果表明：普通混凝土在河水和弱硫酸盐环境中也能发生非常迅速的侵蚀反应,在一个冬季内,混凝土强度便完全丧失;...     

镁离子对混凝土酸雨侵蚀破坏历程的影响

配制4种不同Mg2+含量(0 mol/L,0.005 mol/L,0.015 mol/L和0.025 mol/L)的模拟酸雨溶液(pH=3.5),采用干湿循环加速腐蚀实验研究了酸雨中Mg2+对混凝土轴心抗压强度和静压弹性模量在上述模拟酸雨环境下损伤退化规律的影响.结果 表明:混凝土在酸雨侵蚀持续作用下,其轴心抗压强度和静压弹性模量损伤演化规律为短暂上升、缓慢下降、加速下降和临近破坏急速下降4个阶段.Mg2+明显加速了混凝土酸雨侵蚀破坏进程,缩短了混凝土轴心抗压强度和静压弹性模量在酸雨侵蚀各阶段的保持时间,且Mg2+含量越大越明显.微观测试分析表明Mg2加速混凝土酸雨侵蚀破坏主要源于酸雨中Mg2+的侵入会进一步降低混凝土孔隙溶液的pH值,从而导致混凝土水泥水化产物C-S-H、C-A-H、AFt等进一步加速溶蚀分解破坏所致.     

硫-氯耦合侵蚀和钙溶蚀作用下混凝土中物质传输与反应机理的数值研究

混凝土易受硫酸盐和氯盐的耦合侵蚀,且常伴随钙溶蚀作用,会产生严重的耐久性问题。为探明耦合侵蚀工况下混凝土的劣化机理,建立了一套基于化学反应的多离子耦合侵蚀模型,并通过第三方试验验证了模型的可靠性。本模型能够基于不同的初始材料参数和外界离子浓度预测出物质传输和产物分布情况,通过离子渗透深度、时变扩散系数和产物含量等指标研判混凝土劣化进程。同时,模型通过综合考虑钙溶蚀、硫酸盐侵蚀和氯盐侵蚀三者之间的耦合作用揭示了复杂环境因素对混凝土劣化过程的影响。研究发现短期内硫-氯间的耦合作用会抑制2种盐类的侵蚀,而忽略钙溶蚀作用会导致混凝土内部生成的钙矾石量减少但分布更广。基于该模型进一步探讨了环境/材料变量对硫–氯耦合侵蚀的影响,为预防硫–氯耦合侵蚀下混凝土耐久性问题提供理论参考。     

Biogenic sulfuric acid attack on different types of commercially produced concrete sewer pipes

Laboratory experiments were conducted to compare the degradation of low and high quality concrete under conditions simulating sewer pipes with and without bacteria. Small concrete samples were exposed to hydrogen sulfide, multiple species of bacteria found in corroding sewer pipes and artificial wastewater. Experiments without bacteria were used as controls. The corrosion rates of the concrete samples exposed to bacteria over 227 days were 0.08 mm/yr (millimeters per year) for the concrete from a domestic manufacturer with moderate strength and a lower water-cement ratio (Low-w/c) versus 0.208 mm/yr for the concrete samples from a foreign country with low strength and a higher water-cement ratio (High-w/c). The (Low-w/c) concrete was more resistant to the biodegradation even though a lower pH was attained for its bioactive systems. Experiments showed the influence of biogenic sulfuric acid production on short term corrosion rates.     

重力下水道中混凝土的微生物诱导腐蚀及防护涂层(英文)

Microbiologically induced corrosion of concrete(MICC) and its protective coatings has a high economic impact on sewer maintenance and rehabilitation.A better understanding of the micro-organisms and the biogenic acids that are generated in the sewer is essential in controlling the corrosion of concrete pipes and protective coatings.The role of succession of micro-organisms growth in the corrosion of concrete and protective coatings was evaluated in this study.Examination of various sewer pipe materials exhibiting various extents of degradation,including concrete,cement based and epoxy based coating revealed the presence of both organic and biogenic sulphuric acids.This reflects the activity of fungi and the thiobacilli strains.Organism growth and metabolism were strongly related to the substrate pH.Fungi were found to grow and metabolise organic acids at pH from 2.0-8.0.Whilst the thiobacilli strains grew and generated sulphuric acids at pH below 3.0.The successive growth of the organisms provides an important bearing in developing improved strategies to better manage sewers.     

真空排水系统的原理、方法及应用

真空排水系统是一种新型的排水系统,与传统重力排水系统相比具有环保、节水、节电等优点;真空排水系统安装空间小,可随意绕过障碍物,管道铺设灵活,受地形限制小。国内真空系统应用极少,尚无设计规范和验收标准。该文介绍了真空排水系统的原理、组成及特点,并列举了真空排水系统在国内的一些应用实例,对真空排水系统在国内的应用前景进行了预测。     

EA型抗微生物腐蚀涂料的研制

根据水利水电工程水下金属结构和混凝土结构受到微生物腐蚀破坏的状况,筛选出相关微生物的菌种,确定接触型抗微生物腐蚀涂料用树脂、交联剂和杀菌剂的种类及用量。该涂料是由具有一定杀菌功能的防腐性能优异的沥青改性环氧树脂和高效杀菌剂制备的,实验室内模拟抑菌试验的结果表明,该涂料抑菌效果明显,不仅可以用于防治水利水电工程水下金属结构和混凝土结构上微生物腐蚀,而且还可以应用于工业水处理、埋地管线和采油工业等结构上的微生物腐蚀防治。     

Studies of low-porosity concretes designed for bridge deck applications: 1. Introductory remarks,mix designs,strength development,and rheological characteristics

A major concrete problem in recent years has been premature deterioration of concrete bridge decks due to corrosion of reinforcing steel. The research reported here was designed to explore the possibility of eliminating the problem by the use of low porosity concrete. A brief review of low porosity cement systems is provided. Mix design considerations for low porosity concretes are explored. The results of laboratory trials on rheological and other features of fresh low porosity concretes are reported, and compressive strength data are provided for several different low porosity concrete systems.     

Experimental research and prediction of the effect of chemical and biogenic sulfuric acid on different types of commercially produced concrete sewer pipes

New equipment and procedures for chemical and microbiological tests, simulating biogenic sulfuric acid corrosion in sewerage systems, are presented. Subsequent steps of immersion and drying, combined with mechanical abrasion, were applied to simulate events occurring in sewer systems. Both chemical and microbiological tests showed that the aggregate type had the largest effect on degradation. Concrete with limestone aggregates showed a smaller degradation depth than did the concrete with inert aggregates. The limestone aggregates locally created a buffering environment, protecting the cement paste. This was confirmed by microscopic analysis of the eroded surfaces. The production method of concrete pipes influenced durability through its effect on W/C ratio and water absorption values. In the microbiological tests, HSR Portland cement concrete performed slightly better than did the slag cement concrete. A possible explanation can be a more rapid colonisation by microorganisms of the surface of slag cement samples. A new method for degradation prediction was suggested based on the parameters alkalinity and water absorption (as a measure for concrete porosity).     

微生物菌落体系对混凝土裂缝自修复效果的影响综述

开裂是混凝土结构常见的病害,裂缝为外界水和侵蚀性介质提供了通道,侵蚀性介质的进入会导致混凝土耐久性能加速劣化,严重影响工程结构的服役寿命。为有效阻止有害离子的侵入,延长构件服役期限,裂缝的及时修补是目前建筑业所共同面临的问题。微生物自修复混凝土受到了研究学者的广泛关注,与传统混凝土不同,微生物自修复混凝土赋予结构裂缝自诊断、自修复的功能,其主要修复体系可分为两种:一元修复体系和多元修复体系。本文从两种不同修复体系角度分析了微生物自修复混凝土的修复效果,总结了各体系下面临的关键问题,对比了两种体系下自修复效果的优缺点,并展望了基于微生物矿化的混凝土裂缝自修复研究的发展方向。对已有研究成果总结发现,若以一种具有矿化功能的核心菌体为基础,再加入厌氧型细菌辅助矿化,可实现裂缝深度修复,这种新型矿化体系为基于微生物矿化的自修复混凝土的研究提供了新思路。     

Biologically induced concrete deterioration in a wastewater treatment plant assessed by combining microstructural analysis with thermodynamic modeling

In the nitrification basins of wastewater treatment plants, deterioration of the concrete surface can occur due to acid attack caused by a nitrifying biofilm covering the concrete.To identify the mechanism of deterioration, concrete cubes of different composition were suspended in an aerated nitrification basin of a wastewater treatment plant for two years and analyzed afterwards.The microstructural investigation reveals that not only dissolution of hydrates takes place, but that calcite precipitation close to the surface occurs leading to the formation of a dense layer. The degree of deterioration of the different cubes correlates with the CaO content of the different cements used. Cements which contain a high fraction of CaO form more calcite offering a better protection against the acid attack. The presence of slag, which lowers the amount CaO in the cement, leads to a faster deterioration of the concrete than observed for samples produced with pure OPC.     

Euroresins UK reorganizes for greater costumer focus

Beneath the cities of Europe lies a labyrinth of sewers many thousands of kilometres long. Some of teh sewer tunnels date back well over 100 years and in many cases the brick linings are badly deteriorated. The danger of leakage and blockage is not only a problem with older sewer systems but also with more recently built concrete sewers. In extreme cases entire sewer walls have collapsed and, as a consequence, the road above has caved in making repairs extremely costly and disruptive. David Westaway looks at how composites are being in some current sewer rehabilitation programmes.     

用原位合成吸水性树脂表层处理方法提高混凝土耐硫酸盐腐蚀性

硫酸盐腐蚀是导致混凝土耐久性劣化的一个重要因素.用原位合成吸水性树脂对混凝土表面处理,为改善混凝土耐硫酸腐蚀提出了一种新方法,即利用高吸水性树脂预聚溶液浸渍混凝土,经红外辐射引发自由基共聚反应原位合成吸水性树脂,通过合成的吸水性树脂吸水膨胀、密实微裂缝或孔隙,截断硫酸盐侵蚀性介质的传输路径提高混凝土抗硫酸盐腐蚀能力.通过试验,研究了硫酸钠溶液在水泥砂浆(处理前后)中的渗透状况,并利用扫描电镜、X射线衍射分析了混凝土受硫酸盐腐蚀的特征.结果表明:用原位合成高吸水性树脂处理砂浆后,能显著降低50 g/L硫酸钠溶液在水泥砂浆内部的渗透速度;经50次硫酸钠溶液干/湿循环处理后的水泥砂浆表现出良好的抗硫酸盐腐蚀性能.