硫酸盐对混凝土耐久性的影响
硫酸盐对混凝土影响研究现状

硫酸盐对混凝土影响研究现状
硫酸盐对混凝土具有较大影响,已有大量研究表明其损害机理主要是由硫酸离子侵蚀和反应引起的。
硫酸盐侵蚀会导致混凝土内部筋材锈蚀、水泥基质的溶解和破坏,从而严重影响混凝土的力学性能和耐久性。
目前研究表明,硫酸盐的侵蚀主要与混凝土中氯离子含量、孔隙度、水泥种类、水胶比、龄期等因素有关。
研究发现,当氯离子含量较高时,混凝土会更易受到硫酸盐的侵蚀;孔隙度越大,混凝土受硫酸盐的损害越显著;采用高硫铁酸盐水泥和矿渣水泥制作的混凝土抗硫酸盐腐蚀性能较好。
为了提高混凝土的耐久性,在混凝土的生产和施工中,应该尽可能降低硫酸盐的含量,采用减少孔隙度和增加硬度的方法来提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
此外,加强养护和维护管理也是有效提高混凝土耐久性的关键措施。
混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能

混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能混凝土是一种常用的建筑材料,其抗硫酸盐侵蚀性能对于保证建筑物的持久性和可靠性至关重要。
硫酸盐的侵蚀会引起混凝土的溶解和破坏,因此研究混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能具有重要的实际意义。
本文将探讨混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能以及影响这一性能的主要因素。
一、混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能是指混凝土在硫酸盐溶液中长期使用后的耐久性能。
一般来说,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能的好坏取决于混凝土材料的配比、密实性、硫酸盐浓度等因素。
1. 配比:合理的混凝土配比是保证混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的重要保障。
适当调整水泥、矿物掺合料和骨料的比例,确保混凝土的强度和耐久性,对于提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能具有重要作用。
2. 密实性:混凝土的密实性对其抗硫酸盐侵蚀性能有显著影响。
密实的混凝土可以减少硫酸盐侵蚀介质的渗透,从而降低混凝土的侵蚀速率。
因此,在混凝土的施工和养护过程中,要采取一系列措施,如振捣、防渗透剂的使用等,保证混凝土的密实性。
3. 硫酸盐浓度:硫酸盐溶液的浓度是混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的重要影响因素。
一般来说,硫酸盐浓度越高,对混凝土的侵蚀速度越快。
因此,在应用中,要根据具体情况选择合适的硫酸盐浓度,以保证混凝土的持久性能。
二、影响混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的主要因素1. 混凝土本身的性质:水泥的种类、矿物掺合料的种类和掺量、骨料的种类和粒径等混凝土的组成对其抗硫酸盐侵蚀性能有重要影响。
例如,选用硅酸盐水泥和高活性粉煤灰作为矿物掺合料,可以显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 环境因素:环境温度、湿度和硫酸盐浓度等因素也会对混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能产生影响。
高温和高湿度条件下,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能通常较差;而低温和较低湿度条件下,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能较好。
3. 养护条件:混凝土的养护条件对其抗硫酸盐侵蚀性能也有一定影响。
养护期间,要保持适宜的湿度和温度,以确保混凝土的持久性能。
同时,防止混凝土表面的开裂和脱落也是提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的关键。
海水浸泡对混凝土耐久性的影响研究

海水浸泡对混凝土耐久性的影响研究一、前言混凝土作为一种常见的建筑材料,其耐久性一直是人们关注的焦点。
海水浸泡是混凝土常见的外部环境之一,在海洋工程、海岸防护等领域得到广泛应用。
本文旨在对海水浸泡对混凝土耐久性的影响进行研究。
二、海水浸泡对混凝土的影响1. 海水中的化学成分海水中含有大量的氯离子、硫酸盐离子、镁离子等化学成分,这些成分会对混凝土产生不同程度的影响。
(1)氯离子的影响氯离子是海水中含量最高的离子之一,它会通过渗透作用进入混凝土内部,与水泥中的氢氧化钙反应生成氯化钙,导致钢筋锈蚀、混凝土开裂、强度降低等问题。
(2)硫酸盐离子的影响硫酸盐离子会与混凝土中的水泥反应生成硫酸钙,导致混凝土的体积膨胀,引起开裂、强度降低等问题。
(3)镁离子的影响镁离子会与混凝土中的水泥反应生成镁水泥石,导致混凝土的强度降低。
2. 海水中的生物作用海水中含有各种微生物、海藻、贝类等生物,它们会在混凝土表面和内部形成生物膜、海藻、贝壳等附着物,导致混凝土表面粗糙、表面和内部孔隙增加、强度降低等问题。
3. 海水中的物理作用海水中的潮汐、波浪、冲刷等物理作用会对混凝土产生不同程度的影响,如引起表面剥落、开裂、强度降低等问题。
三、混凝土耐久性评价方法1. 混凝土压缩强度混凝土的压缩强度是评价其耐久性的重要指标之一,可以通过试验方法进行测量。
2. 混凝土渗透性混凝土的渗透性是其耐久性的重要指标之一,可以通过试验方法进行测量。
3. 混凝土抗渗性混凝土的抗渗性是其耐久性的重要指标之一,可以通过试验方法进行测量。
4. 混凝土表面硬度混凝土表面硬度是评价其耐久性的重要指标之一,可以通过试验方法进行测量。
四、混凝土耐久性改善方法1. 混凝土配合设计通过优化混凝土的配合设计,减少水灰比、增加掺合料含量等方法,可以提高混凝土的耐久性。
2. 防护措施在混凝土表面施加防水材料、防腐涂层等措施,可以有效提高混凝土的耐久性。
3. 混凝土维修加固对受损的混凝土进行维修加固,可以恢复其耐久性。
混凝土施工中混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的质量验收和规范

混凝土施工中混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的质量验收和规范混凝土是一种常见而重要的建筑材料,用于各种工程中,如房屋、桥梁、道路等。
在某些环境条件下,如工业区、化学厂等,混凝土会受到硫酸盐侵蚀的影响,导致混凝土的强度和耐久性下降。
因此,在混凝土施工中,对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能进行质量验收和规范是非常重要的。
一、混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的定义和评价方法混凝土抗硫酸盐侵蚀性能指的是混凝土在硫酸盐侵蚀环境下的稳定性和耐久性。
常用的评价方法包括试块浸泡法、试块悬挂法和试块浸泡干燥法。
通过浸泡试验可以评估混凝土在硫酸盐侵蚀环境中的性能,并根据评价结果确定混凝土的合格程度。
二、混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的质量验收标准混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的质量验收标准应符合相关的国家和地方标准。
例如,根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》,混凝土在硫酸盐侵蚀环境下的性能应满足一定的要求,如抗硫酸根离子的渗透深度限制、抗压强度损失和体积损失的限值等。
严格按照质量验收标准进行检测和评估,可以确保混凝土在硫酸盐侵蚀环境中的性能达到要求。
三、混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的规范要求为保证混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,施工过程中应注意以下规范要求:1. 混凝土配合比的设计:混凝土配合比应合理设计,控制水胶比、水灰比和使用掺合料等,以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 硬化养护措施:严格按照养护规范,对混凝土进行充分的湿养护,以确保混凝土的早期强度发展和良好的硬化效果。
3. 混凝土施工过程中的控制措施:在施工过程中,要注意控制混凝土浇筑的温度、湿度和坍落度等,以保证混凝土的质量和稳定性。
4. 使用抗硫酸盐掺合料:在混凝土配合中加入一定比例的抗硫酸盐掺合料,可以有效提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
5. 定期检测和维护:在混凝土施工完毕后,应定期检测混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,并根据检测结果进行相应的维护和修复工作,以确保混凝土的长期稳定性和耐久性。
综上所述,混凝土施工中混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的质量验收和规范是非常重要的。
混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法

混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法标题:混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法引言:混凝土是现代建筑中广泛使用的重要建材之一,但在某些情况下,混凝土表面会遭受到硫酸盐的侵蚀,导致结构衰败和损害。
本文将深入探讨混凝土中硫酸盐侵蚀的原理,以及一些有效的防治方法。
一、硫酸盐侵蚀的原理1. 混凝土中的硫酸盐来源1.1 大气中的硫化物:例如来自大气污染物的二氧化硫,会在空气中与水反应生成硫酸根离子。
1.2 地下水和土壤中的硫酸盐:地下水和土壤中的硫酸盐通常来自含有硫酸盐的酸性岩石,或者是由人为原因引起的,如污水渗入土壤或含硫污染物的倾倒。
2. 硫酸盐对混凝土的侵蚀作用2.1 硫酸盐与水反应:硫酸盐在混凝土中与水反应生成硫酸,使混凝土中pH值下降,同时释放出大量的氢离子。
2.2 硫酸离子的腐蚀作用:硫酸离子对混凝土中的水化产物、钙铝硅酸盐胶凝材料和钢筋等产生腐蚀作用,导致混凝土的体积膨胀、强度降低,进而引发开裂、剥落和结构损坏。
二、混凝土中硫酸盐侵蚀的分类为了更好地认识混凝土中硫酸盐侵蚀的特点和严重程度,我们将其分为三个等级:1. 轻度硫酸盐侵蚀:混凝土表面出现轻微腐蚀现象,无明显损害。
2. 中度硫酸盐侵蚀:混凝土表面出现腐蚀现象,开裂和表面剥落明显,并且强度降低。
3. 重度硫酸盐侵蚀:混凝土表面严重腐蚀,大面积剥落和破坏,失去正常的结构强度。
三、混凝土中硫酸盐侵蚀的防治方法1. 选用合适的混凝土配方:在混凝土原材料中添加硫酸盐抑制剂,合理调整水灰比和骨料的优选,以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 表面保护措施:2.1 表面涂层:使用耐酸碱的涂层材料,如环氧树脂、聚氨酯等,形成一层防护膜,防止硫酸盐的进一步侵蚀。
2.2 防水材料:混凝土表面涂覆防水材料,减少水的渗透,以降低硫酸盐的侵蚀。
3. 抗渗措施:3.1 高性能混凝土:采用高抗渗混凝土,减少水分渗透,降低硫酸盐的侵蚀。
3.2 改善混凝土工艺:优化混凝土制作和施工工艺,减少混凝土产生裂缝的可能性,避免硫酸盐通过裂缝侵蚀混凝土。
混凝土中化学反应对力学性能的影响研究

混凝土中化学反应对力学性能的影响研究一、引言混凝土是现代建筑中最常用的材料之一,它的力学性能对建筑物的性能和寿命至关重要。
然而,混凝土中的化学反应对其力学性能产生了很大的影响。
因此,了解混凝土中的化学反应对其力学性能的影响,对于混凝土的设计、施工和维护都具有重要的意义。
二、混凝土中的化学反应混凝土中的化学反应包括水泥水化反应、碱-骨料反应和硫酸盐反应等。
1. 水泥水化反应水泥是混凝土中最主要的成分之一,它与水发生水化反应,产生硬化的水泥石。
这个过程是一个非常复杂的化学反应,包括凝胶化反应和晶体化反应。
在这个过程中,会产生大量的热量,并且产生水泥石的强度和稳定性。
2. 碱-骨料反应碱-骨料反应是指在含有碱性物质的混凝土中,碱性物质与某些骨料中的硅、铝等元素发生反应,形成一种具有膨胀性的物质。
这种物质会导致混凝土的体积膨胀,从而影响混凝土的力学性能。
3. 硫酸盐反应硫酸盐反应是指硫酸盐与混凝土中的某些成分发生反应,产生一种具有膨胀性的物质。
这种物质会导致混凝土的体积膨胀,从而影响混凝土的力学性能。
三、混凝土中化学反应对力学性能的影响混凝土中的化学反应对其力学性能产生了很大的影响,具体包括以下几个方面:1. 强度水泥水化反应是混凝土中最主要的化学反应之一,它是混凝土中产生强度的关键过程。
水泥水化反应的结果是产生水泥石,这种水泥石具有很高的强度和稳定性。
因此,水泥水化反应对混凝土的强度产生了很大的影响。
2. 耐久性碱-骨料反应和硫酸盐反应都会导致混凝土的体积膨胀,从而影响混凝土的耐久性。
碱-骨料反应会导致混凝土的龟裂和脱落,从而影响混凝土的耐久性。
硫酸盐反应会导致混凝土的体积膨胀和龟裂,从而影响混凝土的耐久性。
3. 可塑性和变形性混凝土中的化学反应会对其可塑性和变形性产生影响。
水泥水化反应会导致混凝土的硬化,从而影响混凝土的可塑性和变形性。
碱-骨料反应和硫酸盐反应会导致混凝土的体积膨胀和龟裂,从而影响混凝土的可塑性和变形性。
混凝土耐久性评估方法

混凝土耐久性评估方法混凝土是一种常见的建筑材料,其耐久性对于保障建筑物的使用寿命具有至关重要的作用。
而混凝土的耐久性评估方法能够帮助我们准确判断混凝土材料的长期性能和使用寿命。
本文将介绍几种常见的混凝土耐久性评估方法。
一、物理性能测试物理性能测试是混凝土耐久性评估中最常用的方法之一。
该方法通过对混凝土材料的密度、抗压强度、吸水性等指标进行测试,来判断混凝土的耐久性。
常见的物理性能测试方法包括:1. 密度测试:使用密度计或气排水法测试混凝土的密度。
密度越大,混凝土越耐久。
2. 抗压强度测试:通过在混凝土试样上施加压力来测试混凝土的抗压强度。
抗压强度越高,混凝土的耐久性越好。
3. 吸水性测试:将混凝土试样浸泡在水中,观察其吸水量。
吸水量越小,混凝土越耐久。
二、化学性能测试化学性能测试通常用于评估混凝土中可能存在的化学侵蚀问题。
常见的化学性能测试方法包括:1. pH值测试:测试混凝土水化后的pH值,即混凝土的碱度。
碱度越高,混凝土越耐久。
2. 氯离子含量测试:测试混凝土中氯离子的含量,高氯离子含量会导致混凝土腐蚀,降低耐久性。
3. 硫酸盐含量测试:测试混凝土中硫酸盐的含量,高硫酸盐含量会导致混凝土腐蚀,降低耐久性。
三、热循环实验热循环实验是评估混凝土耐久性的一种常用方法。
该方法通过将混凝土试件置于不同温度的环境中,进行多次循环加热和冷却,观察混凝土的性能变化。
热循环实验可以模拟混凝土在不同温度下的膨胀和收缩情况,从而评估混凝土的耐久性。
四、电化学测试电化学测试是评估混凝土耐久性的一种先进方法。
该方法通过测量混凝土试件中的电流、电压等参数,来评估混凝土的腐蚀程度和耐久性。
电化学测试可以准确判断混凝土中钢筋的腐蚀情况,对混凝土的耐久性评估具有重要意义。
综上所述,混凝土耐久性评估方法涵盖了物理性能测试、化学性能测试、热循环实验和电化学测试等多个方面。
通过这些方法的综合应用,可以准确评估混凝土材料的耐久性和使用寿命,为建筑物的设计和维护提供科学依据。
混凝土的抗硫酸盐侵蚀

混凝土的抗硫酸盐侵蚀混凝土是一种常见的建筑材料,具有良好的耐久性和承载能力。
但是,当混凝土长时间暴露在硫酸盐环境下时,可能会遭受硫酸盐侵蚀,导致混凝土结构的损坏。
因此,研究混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能以及相应的改进措施具有重要意义。
一、硫酸盐对混凝土的侵蚀机理混凝土遭受硫酸盐侵蚀主要是由于硫酸盐中的硫酸离子与混凝土中的水合钙、三钙硅酸盐等物质发生化学反应,形成硫酸钙等产物。
这些产物会导致混凝土内部的体积膨胀,并与混凝土内部的孔隙空间产生压力,最终导致混凝土的破坏。
二、提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能的方法1. 选择合适的混凝土材料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能与材料的成分有着密切的关系。
因此,在设计混凝土配合比时,应选择适当的水泥种类和掺合料,并控制水灰比,以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 添加抗硫酸盐侵蚀剂抗硫酸盐侵蚀剂是一种可以减缓硫酸盐对混凝土侵蚀的添加剂。
添加抗硫酸盐侵蚀剂可以改善混凝土的耐蚀性能,减少混凝土受硫酸盐侵蚀的速度。
3. 加强混凝土的密实性混凝土的密实性对其抗硫酸盐侵蚀性能有着重要影响。
通过采取密实性强的混凝土施工工艺,例如采用振捣和压实等措施,可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
4. 表面防护措施为了进一步提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,可以对混凝土表面进行防护处理。
涂覆适当的防渗透剂或者表面涂料可以减少硫酸盐对混凝土的侵蚀,并提高混凝土的耐蚀性。
5. 定期维护与修复定期对混凝土进行维护与修复也是保证其抗硫酸盐侵蚀性能的重要手段。
通过及时修复混凝土表面的损坏和裂缝,可以防止硫酸盐渗入混凝土内部,减轻其侵蚀效应。
总结混凝土的抗硫酸盐侵蚀是保证混凝土结构耐久性的重要方面。
通过选择合适的混凝土材料、添加抗硫酸盐侵蚀剂、加强混凝土的密实性、采取表面防护措施以及定期维护与修复,可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,延长混凝土结构的使用寿命。
因此,在混凝土结构设计和施工过程中,需要充分考虑硫酸盐侵蚀的影响,并采取相应的措施来提高混凝土的耐蚀性能。
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硫酸盐对混凝土耐久性的影响姓名:学号:内容摘要混凝土硫酸盐侵蚀,一直是混凝土耐久性研究中的重要组成部分,随着西部大开发的进行,对混凝土抗硫酸盐侵蚀的要求越来越迫切,虽然已经有许多检测方法、评定标准和模型,但到目前为止我国还没有一种方法能快速而真实的揭示混凝土硫酸侵蚀的机理。
因此,对抗硫酸盐侵蚀试验方法进行全面深入的研究就显得非常迫切。
本文简要介绍了对混凝土硫酸盐侵蚀问题的国内外的研究背景与研究现状,深入研究了硫酸盐作用下混凝土的侵蚀机理以及影响因素,介绍了实验室研究硫酸盐作用下混凝土耐久性的相关实验方法以及防止或减轻混凝土硫酸盐侵蚀的方法。
关键词:混凝土硫酸盐耐久性侵蚀机理影响因素实验方法防治措施ABSTRACTThe concrete sulfate attack, has always been an important part in the research of concrete durability. With the great development of Western China, the requirements of sulfate corrosion resistance of concrete is more and more urgent. Although there have been many detection methods, evaluation criteria and model, but so far China hasn’t found a method which can quickly and truly reveal the mechanism of sulfate attack on concrete.Therefore, sulfate resistance test method for comprehensive and in-depth research is very urgent. This paper briefly introduces the background and the status of the research at home and abroad of concrete sulfate attack, in-depth studies corrosion mechanism of concrete and influence factors under the action of the sulfate, introduces the experimental method of durability of concrete under the action of sulfate and themethods of preventing or reducing the concrete sulfate attack.KEYWORDS:concrete sulfate durability erosion mechanism influence factors experimental method prevention and control measures目录(一)研究背景(二)研究现状1、国外研究现状2、国内研究现状3、目前研究的不足之处4、硫酸盐侵蚀理论模型5、研究存在的问题(三)研究目的(四)侵蚀机理1、钙矾石腐蚀(E盐破坏)2、石膏腐蚀(G 盐破坏)3、碳硫硅钙石腐蚀4、碱金属硫酸盐侵蚀5、硫酸镁对水化硅酸钙的腐蚀(五)影响因素1、外部因素2、内部因素(六)试验方法1、三种细碎石混凝土试件在水中及过饱和硫酸钠溶液中浸泡六个月内的主要性能的变化规律2、干湿循环过程中三种混凝土的主要性能的变化过程与变化趋势(七)防治措施1、合理选择水泥品种2、提高混凝土密实性3、采用高压蒸汽养护4、增设必要的保护层5、严把施工质量关6、酸盐水泥中掺入耐腐蚀性外加剂研究背景建筑结构是建筑物的主要骨架,而结构的物质基础是建筑材料。
建筑结构的不断优化和不断发展导致建筑材料的更新和发展。
水泥混凝土是近现代最广泛使用的建筑材料,也是当前最大宗的人造材料。
与其他建筑材料相比,混凝土以其良好的综合性能已成为楼宇、桥梁、大坝、公路和城市运输系统等现代化标志的首选材料。
据不完全统计,当今世界每年消耗的混凝土量不少于45亿立方米,而且在21世纪能稳定增长。
在人们的传统观念中总是认为混凝土是耐久材料,忽视了混凝土耐久性的研究,在设计上产生了只重视强度设计的思想,因此付出巨大的代价。
然而由于混凝土长期处于某种环境中,往往会造成不同程度的有害介质的侵蚀,或是混凝土本身组成材料有害的物理化学作用,宏观上会出现开裂、溶蚀、剥落、膨胀、疏松等导致强度下降,严重影响构造物的使用寿命,造成结构破坏,巨大的经济损失,环境的污染甚至造成人员伤亡等。
据相关报道,在一些国家和地区,混凝土的破坏已经成为一个特别严重的经济问题。
据估计英国每年花费在混凝土结构上的维修费大约为5亿英镑,美国每年花费的修复费己超过2500亿美元,加拿大如果要全部更新已经破坏的结构,至少需花费5000亿美元。
这种投入在世界大多数国家中普遍存在,已成为政府的一种财政负担。
更有甚者,部分结构物因病害严重已无法修补和加固,必须拆除重建,其直接和间接损失之大是可想而知的。
这一切都说明,深入研究混凝土的腐蚀机理和新的防护方法是十分现实而迫切的。
混凝土的耐久性破坏主要包括钢筋的锈蚀、混凝土的碳化、冻融破坏、侵蚀性介质的破坏和碱骨料反应等。
混凝土硫酸盐侵蚀是危害性较大的一种侵蚀性介质破坏,是影响混凝土耐久性的重要因素之一,也是影响因素最复杂、危害性最大的一种环境水侵蚀。
沿海和内陆盐湖地区,尤其是在含酸性地下水以及高黏土土壤环境中大多含有硫酸盐,混凝土本身也有可能带有硫酸盐,在各种条件下对混凝土产生侵蚀作用,使混凝土发生膨胀、开裂、剥落等现象,丧失强度和粘性,使其内部机构发生破坏,最终导致混凝土的耐久性降低。
在我国沿海和内陆盐湖地区,天津、河北、山东、青海等地区存在大量盐碱地区,近年来在我国公路、桥梁、水电、海港等工程以及建筑物基础中均发现混凝土结构物受硫酸盐的问题,严重的甚至导致了混凝土结构物的破坏,使得结构还没有达到其预期的设计使用寿命就过早地发生破坏,造成了严重的工程事故和巨大的经济损失。
因此,混凝土硫酸盐侵蚀问题受到了广大研究工作者的重视。
图1:普通混凝土在盐湖环境下的破坏情况美国、加拿大的很多地区也含有硫酸盐土壤,曾经发生过诸多混凝土下水管、混凝土基础、涵洞等的破坏情况。
美国加利福尼亚洲南部广大地区的土壤富含硫酸盐,硫酸盐往往以石膏形式存在。
住宅的混凝土浇灌2到4年后,因受到硫酸盐侵蚀表面粉化,砂浆脱落,骨料外露,还有胀裂和微小的裂缝。
研究现状1、国外研究现状(1)1892年,米哈埃利斯首次发现硫酸盐对混凝土的侵蚀作用,在侵蚀的混凝土中发现针状晶体,并称为“水泥杆菌‘,实质上就是钙矾石。
(2)1902年,前苏联发现环境水侵蚀事例,此后各国相继发现混凝土结构受环境水侵蚀的事例。
(3)1923年美国学者米勒开始在硫酸盐土壤中进行混凝土的侵蚀实验。
(4)美国的标准局、农垦局,对混凝土处在含硫酸盐的水中的破坏问题,做了许多室内室外实验,25年后得出:混凝土的密实性和不透水性对混凝土耐久性有重要意义。
(5)Mehta在研究中指出,含硅粉的混凝土具有较好的抗硫酸盐腐蚀性,但硫酸氨腐蚀性却相反。
2、国内研究现状(1)我国上世纪50年代开展了混凝土的抗硫酸盐侵蚀研究,取得了很大进步(2)铁科院抗硫酸盐腐蚀小组结合我国很多地区的硫酸盐状况,开展了硫酸盐寝室的室内和室外实验。
(3)1981年,中国建筑材料研究院制定了抗硫酸盐侵蚀的快速试验法(4)1986年,铁道部在修订了《铁路混凝土及砌石工程施工规范》中提到随着环境的不同,混凝土的抗侵蚀标准和防护措施的变化(5)1991年,我国颁布了《建筑房腐施工及验收规范》,标志着我国在抗硫酸盐侵蚀应用和研究相比过去有了很大进步。
3、目前研究的不足之处(1)对混凝土硫酸盐侵蚀破坏机理的认识停留在表面,缺乏深入的全面的系统研究具体体现在以下方面:钙矾石与石膏的形成条件、结晶速度,结晶数量与结晶压力的关系;混凝土的工作条件与硫酸盐侵蚀的类型、速度只是定性研究,缺乏定量的深入研究。
(2)我国的环境水侵蚀判定标准GB749-65试验方法基本上沿用了前苏联1954年的标准CH249和H114-54,未能反映近年来硫酸盐侵蚀研究方面的新进展和新成果。
(3)缺乏对防治硫酸盐侵蚀方法的研究。
对混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理认识不够,在处理和修补受硫酸盐破坏的建筑物时,由于材料选取不当无法达到预期效果。
(4)没有建立相应的数学模型来定量研究侵蚀程度与影响因素之间的关系。
4、硫酸盐侵蚀理论模型(1)基于热动力学的硫酸盐膨胀理论加拿大渥太华大学的Ping 和Beaudoin(1992)基于热动力学提出了硫酸盐膨胀理论。
该理论认为钙矾石与水泥胶体之间的结晶化压力是引起膨胀的主要因素,理论还认为温度也是引起膨胀量的一个因素,因为它能提高固体产物的结晶化压力。
(2)热动力学平衡方程模拟硫酸盐反应西班牙加泰罗尼亚理工大学的Casanova等利用热动力学平衡方程模拟硫酸盐侵蚀反应,该方法用球形几何模型模拟硫酸盐对混凝土的腐蚀程度。
研究结果表明采用物理和化学相结合的方法对混凝土结构腐蚀程度进行预测可以得到良好的效果。
(3)非饱和溶液中的数学模型加拿大魁北克拉瓦尔大学的Marchand(2002)在低浓度硫酸钠溶液对混凝土耐久性的影响方面进行了理论分析,并提出一个在非饱和溶液中的数学模型。
此模型既考虑了离子和流体的扩散,也考虑了固相的化学平衡。
运用这个数学模型可以分析不同水灰比、不同类型水泥、不同硫酸盐浓度以及不同的潮湿度对扩散性能的影响规律。
结果表明:暴露在低浓度的硫酸钠溶液中,混凝土的微观结构将发生明显的改变。
硫酸盐粒子在材料中的渗透不仅是钙矾石和石膏生成的原因,而且也是氢氧化钙分解,脱钙的原因。
模拟数据进一步说明了水灰比是控制混凝土耐久性的一个重要指标。
5、研究存在的问题(1)如何量化微观结构变化对材料宏观力学性能与微观离子扩散的影响。
(2)混凝土硫酸盐侵蚀引起的材料劣化问题需要更多非加速试验数据与现场实测数据的检验。
(3)理论模型中对于表面裂缝内离子的扩散研究很缺乏,混凝土硫酸盐侵蚀还需考虑多种离子耦合作用及干湿交替等不利环境的影响。
(4)研究主要以实验手段为主,缺乏成熟可靠的理论模型。
研究目的混凝土结构凭借着大量的优点而成为土木工程结构设计中的首选形式,虽然新的结构计算理论和新型建筑材料的出现,将来还会产生许多新的结构形式,但钢筋混凝土结构仍然是新世纪最常用的结构形式之一。