水泥基材料低溫抗硫酸鹽侵蝕性能研究.pdf

1、硫酸鹽侵蝕是影響混凝土結構耐久性的重要因素之一。鈣礬石型、石膏型等傳統(tǒng)的硫酸鹽侵蝕破壞形式已經(jīng)得到了廣泛的認可和研究，有關傳統(tǒng)水泥基材料在低溫條件下的硫酸鹽侵蝕——碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕的研究時間較短，許多問題和現(xiàn)象尚沒有統(tǒng)一認識和解釋，有待進一步研究探索。
　　碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕(the thaumasite form of sulfate attack，簡稱TSA)是指低溫條件下水泥混凝土在硫酸鹽、碳酸鹽及低溫環(huán)境的共同作

2、用下生成一種無膠結作用的碳硫硅鈣石晶體(CaCO3·CaSiO3·CaSO4·15H2O)，直接導致C-S-H凝膠解體，水泥石逐漸喪失強度，最終導致混凝土結構失效的化學腐蝕形式，是一種破壞性和隱蔽性較傳統(tǒng)硫酸鹽侵蝕更強的特殊形式的硫酸鹽腐蝕。本文試驗研究了水膠比、石灰石粉摻量、礦物摻合料、環(huán)境條件等因素對碳硫硅鈣石形成的影響，探討了碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕過程和作用機理，提出了早期侵蝕模型。研究結果表明：
　?、贀绞沂鄣乃鄡魸{

3、在5～10℃的低溫條件下，于質量濃度5％MgSO4溶液中浸泡240天后，腐蝕反應除形成石膏、鈣礬石外，還形成了碳硫硅鈣石。該產物的形成可直接導致水泥水化產物C-S-H凝膠分解，使水泥石完全變成一種無強度的泥狀物，表現(xiàn)出比傳統(tǒng)硫酸鹽侵蝕更強的破壞性。
　　②在溫度為6℃、質量濃度為5%的MgSO4溶液中，水泥石遭受硫酸鹽侵蝕的程度隨水膠比的降低而減輕，水膠比降低至0.25的水泥石試件在腐蝕介質中浸泡240天，試樣沒有出現(xiàn)明顯硫酸鹽侵

4、蝕跡象；同等腐蝕環(huán)境下，石灰石粉含量越高，水泥石遭受碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕破壞的程度越嚴重。
　?、鄣V物摻合料對水泥凈漿低溫硫酸鹽侵蝕的影響比較復雜。本研究條件下，粉煤灰和礦渣能在一定程度上抑制水泥石硫酸鹽侵蝕過程，粉煤灰摻量超過20%能有效抑制碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕的發(fā)生。
　?、芮治g介質的種類和濃度對水泥石硫酸鹽腐蝕的作用程度不盡相同。同等溫度和濕度環(huán)境下，MgSO4溶液對水泥石的侵蝕作用大于相同濃度的Na2SO4溶液，

5、且水泥石侵蝕破壞程度隨MgSO4溶液濃度的提高而加重。
　　⑤溫度對水泥石碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕的影響非常明顯。在6℃、6～15℃溫度條件下，摻石灰石粉的水泥石于5%MgSO4溶液中浸泡240天后都生成了碳硫硅鈣石晶體，說明環(huán)境溫度在該范圍時混凝土結構更容易發(fā)生碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕破壞。
　?、蕹跏拣B(yǎng)護齡期對水泥石低溫硫酸鹽侵蝕過程有明顯影響。初始養(yǎng)護齡期越長，水泥石結構越致密，遭受碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕破壞的程度越輕。因