水泥基材料碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕影響因素研究.pdf

1、水泥基材料碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕(TSA)容易在硫酸鹽、碳酸鹽、低溫、潮濕等因素共同作用下發(fā)生，侵蝕主要使水泥石中的C-S-H凝膠轉(zhuǎn)變成一種灰白色、無(wú)膠結(jié)能力的泥狀物質(zhì)，從而導(dǎo)致水泥石強(qiáng)度顯著降低甚至完全喪失，其危害性比傳統(tǒng)硫酸鹽侵蝕更為嚴(yán)重。水泥基材料TSA的研究時(shí)間較短，其預(yù)防措施、發(fā)生機(jī)理仍沒有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，而TSA的影響因素十分復(fù)雜，所以，加強(qiáng)其機(jī)理及預(yù)防措施的研究，對(duì)確保混凝土工程的耐久性意義深遠(yuǎn)。
　　 本文重點(diǎn)研究了侵

2、蝕介質(zhì)、養(yǎng)護(hù)條件、碳化、礦物摻合料、石粉摻量等因素對(duì)水泥石TSA的影響，采用X射線衍射(XRD)、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FTIR)等方法分析侵蝕產(chǎn)物，探討TSA發(fā)生機(jī)理。主要得出以下結(jié)論：
　　 ①同一類型的硫酸鹽侵蝕溶液，濃度為5％時(shí)侵蝕性最強(qiáng)，濃度低于5％時(shí)，侵蝕性隨濃度增加而增強(qiáng)，濃度增加到10％時(shí)，侵蝕性反而減弱。不同侵蝕介質(zhì)，以MgSO4溶液侵蝕性最強(qiáng)，對(duì)應(yīng)水泥石TSA破壞最嚴(yán)重。Mg2+對(duì)水泥石TSA破壞有促進(jìn)作用。5

3、℃環(huán)境加速了水泥石TSA破壞發(fā)生。
　　 ②早期空氣養(yǎng)護(hù)能有效延緩水泥石TSA破壞發(fā)生，早期密封養(yǎng)護(hù)使水泥石侵蝕破壞程度加重。這是因?yàn)樵缙诳諝怵B(yǎng)護(hù)，水泥石碳化生成的CaCO3填充于孔隙中，使表層結(jié)構(gòu)更加致密，阻礙了SO42-等有害離子侵入。早期密封養(yǎng)護(hù)，水泥水化不充分，水泥石內(nèi)部缺陷相對(duì)較多，SO42-等有害離子容易侵入。
　　 ③預(yù)碳化能明顯增強(qiáng)水泥砂漿抗低溫硫酸鹽侵蝕性能，這主要是因?yàn)樘蓟傻腃aCO3在水泥砂漿表

4、層形成的“孔隙阻塞”效應(yīng)限制了SO42-離子侵入，對(duì)水泥砂漿起到一定保護(hù)作用。碳硫硅鈣石在高濃度CO2作用下容易發(fā)生分解。FTIR譜圖中670cm-1處特征譜帶極可能不是由SiO6基團(tuán)振動(dòng)引起。
　　 ④水泥石抗TSA性能隨石粉摻量增加而減弱。石粉摻量為30％時(shí)，水泥石發(fā)生嚴(yán)重TSA破壞，無(wú)石粉摻入時(shí)，水泥石僅表現(xiàn)為輕微傳統(tǒng)硫酸鹽侵蝕破壞。
　　 ⑤水泥石抗TSA性能隨水膠比降低而增強(qiáng)，水膠比降低至0.35時(shí)，水泥石表現(xiàn)

5、為傳統(tǒng)硫酸鹽侵蝕破壞，無(wú)TSA破壞跡象。
　　 ⑥粉煤灰改善水泥石抗TSA性能的效果與其組成和摻量有關(guān)。SiO2和Al2O3含量較高、燒失量較低的粉煤灰改善效果較好；組成相同的粉煤灰，摻量為30％時(shí)，水泥石抗TSA性能較好。礦渣粉能在一定程度上改善水泥石抗TSA性能，其效果與礦渣粉摻量有關(guān)，摻量為70％時(shí)改善效果非常顯著，但摻量較少時(shí)仍不能阻止碳硫硅鈣石生成。礦物摻合料復(fù)摻對(duì)水泥石抗TSA性能的改善效果明顯優(yōu)于同摻量下對(duì)應(yīng)礦物摻