氯盐硫酸盐对水泥基材料的复合侵蚀破坏

研究了氯盐和硫酸盐对水泥基材料的复合侵蚀破坏.结果表明:侵蚀过程中试件的质量变化率与膨胀率之间呈指数关系,氯盐降低了硫酸盐侵蚀过程中试件发生膨胀破坏的风险,这是因为氯盐抑制了硫酸根离子向试件内部的传输,同时削弱了硫酸根离子与水泥矿物的化学结合能力,减少了膨胀性侵蚀产物的生成量;另外氯离子能优先与C3A反应,生成的Friedel’s盐会填充试件孔隙,使孔径细化,进一步限制硫酸根离子参与反应的能力.     

涂层厚度对PCCP砂浆抗硫酸盐-氯盐侵蚀性能的影响研究

对比研究了单一氯盐和硫酸盐-氯盐耦合侵蚀条件下,环氧煤沥青防腐涂层厚度对PCCP蒸养和标养砂浆的Cl-渗透规律;通过抗压耐蚀系数这一指标,评价了涂层厚度和养护方式对砂浆抗硫酸盐-氯盐耦合侵蚀性能的影响。结果表明,相比蒸养砂浆,标养砂浆有更强的抗侵蚀性能;随着环氧煤沥青漆涂层厚度的增加,砂浆的抗侵蚀能力明显增强;在SO42-与Cl-共同侵蚀下,抗压耐蚀系数呈现出先增加后减小的规律;SO42-在侵蚀早期一定程度上会抑制Cl-的扩散,随着侵蚀时间增长,钙矾石大量生成,砂浆内部孔隙率逐渐增大,Cl-扩散速率逐渐增加。     

多因素作用下地下粉煤灰混凝土抗压强度灰熵分析及微观结构

通过强度试验,运用灰关联熵分析方法,以水压力、荷载、硫酸盐、氯盐与侵蚀时间作为影响因素,研究地下粉煤灰混凝土抗压强度变化情况及其关联程度,结合SEM、XRD分析了不同工况下混凝土内部结构的微观变化。结果表明:灰关联熵分析方法可以有效区分多种因素的主次关系,在选取的五种因素中,硫酸盐与混凝土强度退化灰关联熵值最大;无水压力时,Cl^-会先进入混凝土内部与水泥水化产物生成Friedel’s盐。有水压力时,水压力加速硫酸根离子侵蚀混凝土试块,Cl^-结合能力减弱并且多以自由离子形式存在于粉煤灰混凝土中;随着侵蚀时间增加,多因素作用下粉煤灰混凝土生成产物石膏越来越多,内部结构越来越稀疏,使得抗压强度下降速率大于单因素与双因素作用下粉煤灰混凝土抗压强度下降速率。     

氯盐-硫酸盐共存环境中阳离子类型对 氯离子结合能力的影响

选用KCl、Na Cl、CaCl_2、Mg Cl_2四种氯盐,对预埋钢筋的水泥砂浆圆柱体试件进行浸烘循环试验,研究氯盐-硫酸盐共存环境中阳离子类型对氯离子结合能力的影响。采用电位滴定法进行氯离子浓度测试,X射线衍射仪用于定性分析胶凝材料的水化产物,同时利用综合热分析仪进行微分热重法定量分析水化产物。研究结果表明,在氯盐-硫酸盐共存环境中,阳离子类型对孔溶液的p H值和氯离子结合能力有显著影响,其影响能力大小为Mg~(2+)Ca~(2+)K~+Na~+;K~+、Na~+均会导致孔溶液的p H值升高,使Friedel′s盐中结合氯离子被重新释放,从而降低氯离子结合能力;Mg~(2+)、Ca~(2+)、SO_4~(2-)共存时,会生成石膏、钙矾石等膨胀性产物,导致结构内部形成微裂缝,加速了氯离子的渗透,导致自由氯离子含量迅速升高;但Mg~(2+)、Ca~(2+)的存在能够产生较多的M-S-H、C-S-H凝胶,从而增加了物理吸附氯离子含量,氯离子结合能力随之提高。     

矿渣复合胶凝材料固化滨海盐渍土的试验研究

采用矿渣复合胶凝材料为固化剂固化(滨海)盐渍土.通过抗压强度试验、水稳性试验、可溶性离子含量测定试验、SEM分析试验、EDS能谱分析试验和XRD分析试验,测试了矿渣复合胶凝材料固化盐渍土(固化土)的无侧限抗压强度、水稳性和可溶性离子含量,观察了固化土的微观形貌,分析了固化土水化产物的组成,探讨了矿渣复合胶凝材料固化剂对盐渍土的固化机理.结果表明:固化土28,90d无侧限抗压强度较大,水稳性较强,能满足一般工程地基固化处理的要求.由于盐渍土中可溶性Cl-和SO2-4参与了矿渣复合胶凝材料的水化反应,并生成了新的水化产物片状晶体和针棒状晶体(3CaO·Al2O3·(0.5CaCl2·0.5CaSO4)·12H2O),因此固化土可溶性Cl-和SO2-4含量较低,无侧限抗压强度较大,水稳性较强.     

SO42-离子吸附剂对硫酸盐侵蚀砂浆强度的影响

通过掺SO42-离子吸附剂作为改善砂浆抗硫酸盐侵蚀性的措施,研究掺SO42-离子吸附剂对硫酸盐侵蚀砂浆强度的影响.试验结果表明,随着SO42-离子吸附剂的加入能有效降低砂浆的硫酸盐侵蚀性能,SO42-离子吸附剂的最佳掺量为0.5%.     

水泥砂浆表层硫酸盐物质渗透和反应产物的分析

环境介质中的硫酸盐物质向水泥混凝土材料内部的渗透对于其耐久性的研究具有重要意义。采用精密分层取样方法结合化学成分分析和X射线衍射分析方法对浸泡于硫酸盐溶液中的水泥砂浆试样表层SO3含量的分布以及反应产物进行了仔细研究。结果表明:对于硫酸盐溶液中浸泡180 d的水泥砂浆试块SO42-渗透深度大约3~5 mm;Na2SO4溶液浓度越高,SO3渗透量越多,意味着腐蚀加剧;硫酸盐物质渗入后形成的反应产物主要有钙矾石和石膏,反应产物种类与硫酸盐溶液种类关系密切,5%Na2SO4溶液浸泡主要产物为钙矾石,5%MgSO4或5%(NH4)2SO4溶液浸泡同时形成钙矾石和石膏;超细矿渣粉掺量较少时似乎增加了SO42-的渗透,而较多掺量时对SO42-的渗透似乎能起到扼制作用。     

混凝土中氯离子–硫酸根离子耦合传输模型

针对氯盐–硫酸盐耦合作用环境下混凝土及其结构的耐久性退化问题,根据硫酸根离子扩散反应机理及氯离子吸附结合机制,利用Fick定律及质量守恒定律,建立了混凝土中氯离子–硫酸根离子的耦合传输模型;以水泥砂浆替代混凝土,开展了混凝土圆柱体试件在单一氯盐、单一硫酸盐及复合氯盐–硫酸盐溶液中的浸泡腐蚀试验,测试了不同浸泡时间时试件中氯离子和硫酸根离子含量,并与模型计算结果进行了对比分析。结果表明,模型计算结果与实验测试结果基本一致;耦合传输过程中氯离子和硫酸根离子之间存在相互抑制作用,且复合溶液中试件内氯离子和硫酸根离子含量分别低于单一氯盐和单一硫酸盐溶液中试件的氯离子和硫酸根离子含量。     

滨海氯盐盐渍土加固工程特性

盐渍土广泛分布于我国东部沿海地区,在工程建设中常出现溶陷、盐胀及腐蚀性等病害,对工程建设造成了极大地危害。试验采用成都理工大学自主研制新型抗盐胀固化材料SD作为固化剂对人工配置氯盐盐渍土进行室内试验,研究固化剂对氯盐盐渍土工程特性的影响。试验表明,抗盐胀固化剂可有效提高氯盐盐渍土强度,降低盐渍土膨胀性,固化剂掺量为2.5%,5%的试样28 d抗压强度相较于纯水泥试样分别增加56.72%,95.52%,抗折强度分别增加48.11%,52.53%;添加了固化剂试样线膨胀量约为纯水泥加固试样的的0.2倍。该固化剂有效提高了工程质量,延长其使用寿命,大大提高了工程经济效益。抗盐胀固化剂主要是通过抑制盐渍土中的盐离子与铝酸钙的反应即抑制Friedel盐和钙矾石的生成来达到固化氯盐盐渍土的目的。     

复合侵蚀性介质对丙烯酸盐喷膜防水材料的影响

通过丙烯酸盐喷膜材料在静态水环境中受复合侵蚀性介质浸泡的试验以及力学性能测试,观察防水材料试样的相对质量变化、离子残留量变化和拉伸强度值等件能的测试,探讨侵蚀性介质混合后对防水材料的腐蚀性,研究各侵蚀介质相互间的抑制关系.试验结果表明,当Cl-浓度小于7.5%时,可以一定程度上有效的抑制SO42-和强碱对防水膜的腐蚀作用,SO42-和强碱则会加速防水膜的腐蚀.     

海水拌养下海工硫铝酸盐水泥抗海水侵蚀性能及机理

通过静态和动态2种海水养护方式对海水拌养下的海工硫铝酸盐水泥抗海水侵蚀性能及机理进行了研究。结果表明:与静态养护相比,海水拌合且海水动态养护下,海工硫铝酸盐水泥的抗压强度和抗海水侵蚀性能最为优异。其原因可解释为:海水能对海工硫铝酸盐水泥试块及时补充足够数量的SO42-,由于SO42-数量的增大,AFt的结构水增多,密度减小,AFt晶体生长更为完善。此外,由于浆体结构中AFm量非常少,而AFt能在Cl-溶液中稳定存在,因而浆体结构中由AFm转化来的Friedel盐极少,对浆体结构的损伤程度极低。     

碳化作用下固化氯离子失稳特性研究

通过在拌合水中预先引入不同数量的氯离子,成型净浆,由溶出法测试碳化前后自由氯离子含量,并利用X-射线衍射方法(XRD)分析碳化前后净浆物相组成,研究了在碳化作用下固化氯离子的稳定性.结果表明,混凝土中氯离子结合满足Tuutti提出的线性吸附关系;固化氯离子并不牢固,在碳化作用下会释放;当碳化使混凝土的pH值降为11.5时,70％以上的固化氯离子会被释放;矿物掺合料具有提高胶凝材料中固化氯离子稳定性的作用;XRD分析证实了碳化会使水泥石中Friedel盐分解,由此造成固化氯离子的释放.     

偏高岭土水泥净浆结合氯离子性能的研究

以偏高岭土作为矿物掺合料,研究偏高岭土掺量、养护温度、硫酸盐、金属阳离子等因素对水泥石氯离子固化率的影响。结果表明:掺入偏高岭土能显著增加水泥石中弗里德尔盐(Friedel's salt)的含量,掺40%偏高岭土可使其对氯离子的固化效果达到最大;高温养护对水泥石的氯离子固化带来负面影响,3 d后其氯离子固化率明显低于标准养护;金属阳离子对水泥石的氯离子固化影响表现为Ca2+Mg2+K+Na+。     

不同类型盐渍土固化体的干缩与湿胀特性

采用三种固化剂对高含盐量的氯盐盐渍土和硫酸盐盐渍土进行固化,研究了它们的干缩和湿胀特性。结果表明,用矿渣和粉煤灰取代部分水泥,随后又增加粉煤灰的比例,可以连续降低固化土的干缩应变和干缩系数。矿渣和粉煤灰取代水泥后,水化活性减弱,产物减少,同时,体系内Ca2+的浓度降低,盐渍土中所含NaCl和Na2SO4对化学反应的促进作用减弱,化学反应程度以及由此引起的自由水到结合水的转化、孔隙特征的变化的差别缩小,因此,盐分引起的固化土的干缩应变和干缩系数的差别缩小。Na2SO4对固化土干缩应变和干缩系数的提高作用比NaCl明显。在低钙体系中,NaCl的物理作用比化学作用更突出。含NaCl的固化土试件在吸湿阶段具有明显的吸潮特性,但并不引起较大的膨胀。残存在土体中的Na2SO4在吸湿阶段可能发生剧烈膨胀而导致土体发生严重开裂。     

钡盐对混凝土抗硫酸盐侵蚀的有效性研究

通过一年的浸泡试验,系统研究了钡盐对混凝土抗硫酸盐侵蚀作用的有效性.结果表明,钡盐对混凝土硫酸盐侵蚀破坏的改善作用与其种类和掺量有关.其中,掺量小于1.0%的氢氧化钡能改善混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能.氢氧化钡改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的机理是通过生成适量的BaSO4来降低SO42-离子浓度并细化毛细孔的孔径,达到降低石膏和钙矾石晶体的生成速度,进而起到延缓混凝土硫酸盐侵蚀破坏的速度.     

单盐侵蚀与冻融循环作用下混凝土耐久性能试验研究

吉林省大安市是东北典型的季冻土分布区,也是土壤盐渍化最严重的地区之一,其境内的土壤中易溶盐组分以HCO3-(CO2-3)、Na+含量较多,Cl-、SO2-4次之,还有少量的Mg2+、Ca2+、K+等。为了探究不同类型的易溶盐在冻融循环作用下对混凝土耐久性能的影响,在复合盐侵蚀与冻融循环双重因素作用下混凝土耐久性试验研究的基础上,进行混凝土的单盐-冻融循环对比试验,总结出在冻融交替作用下,硫酸盐、氯盐与碳酸氢盐对混凝土材料腐蚀破坏的特点、规律,并进一步对混凝土的盐冻破坏机理进行分析。     

复合盐侵蚀衬砌喷射混凝土耐久性退化研究

我国西部地区土壤及地下水中含有高浓度、及Cl,与隧道衬砌喷射混凝土发生一系列物理化学反应,造成其结构耐久性能退化。为系统研究复合盐侵蚀喷射混凝土耐久性能退化规律及机理,分别以10%Na2SO4溶液和5%Na2SO45%MgSO43.5%NaCl混合溶液为侵蚀介质,采用干湿交替法,开展喷射混凝土耐久性试验。、及Cl与氢氧化钙和铝相反应生成水镁石、石膏和Friedel盐,延缓钙矾石形成。复合盐侵蚀喷射混凝土物理力学性能退化速度明显小于硫酸盐侵蚀。硫酸盐侵蚀喷射混凝土以表面水泥砂浆和骨料的剥落为主,复合盐侵蚀主要以表面龟裂最终断裂为主,且裂缝中充满白色结晶盐。分析侵蚀喷射混凝土矿物组成和微观结构,硫酸盐侵蚀喷射混凝土产物主要为钙矾石和石膏,而复合盐侵蚀喷射混凝土产物组成复杂,包括碳硫硅钙石、水镁石、石膏、钙矾石、水化硅酸镁和结晶盐。硫酸盐侵蚀喷射混凝土中含量高于复合盐侵蚀,而混凝土pH值低。     

西北复合盐侵蚀环境衬砌喷射混凝土离子扩散研究

中国西北地区盐渍土广泛分布,侵蚀性离子与喷射混凝土衬砌接触并向其内部扩散,经过一系列物理化学作用,形成高溶解性、膨胀性及无胶凝性侵蚀产物,破坏喷射混凝土微观结构,造成衬砌结构耐久性退化。采用干湿交替制度,模拟西北地区自然环境;以5%Na₂SO₄+5%MgSO₄+3.5%NaCl(质量百分比)混合溶液为侵蚀介质,模拟盐渍土及其地下水中的离子组成及含量,开展复合盐侵蚀喷射混凝土耐久性试验,测试混凝土pH值,水溶性Cl^-、SO₄^2-、Ca²⁺含量及酸溶性SO₄^2-含量。结果表明:干湿交替次数增大,混凝土pH值,水溶性Ca²⁺含量降低,水溶性Cl^-、SO₄^2-及酸溶性SO₄^2-离子含量增大。Mg²⁺扩散导致混凝土侵蚀区pH值明显降低。但随着深度增大...