混凝土抗硫酸盐

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c35抗硫酸盐混凝土配合比

c35抗硫酸盐混凝土配合比

c35抗硫酸盐混凝土配合比C35抗硫酸盐混凝土配合比C35抗硫酸盐混凝土是一种特殊的混凝土材料,其抗硫酸盐性能较好,适用于硫酸盐腐蚀性环境下的建筑结构。

配合比的确定对于混凝土的性能和使用寿命有着重要的影响。

本文将针对C35抗硫酸盐混凝土的配合比进行详细介绍。

一、材料选择C35抗硫酸盐混凝土的配合比需要选用合适的水泥、骨料、细集料和掺合料。

水泥应选用硅酸盐水泥,其抗硫酸盐性能较好。

骨料和细集料应选用硅酸盐骨料和细集料,以保证混凝土的整体性能。

掺合料可以选用矿渣粉、粉煤灰等,以提高混凝土的抗硫酸盐性能。

二、配合比设计C35抗硫酸盐混凝土的配合比设计应根据工程的具体要求进行。

一般情况下,水泥掺量可在350kg/m³左右,水胶比可控制在0.4左右。

根据所选用的骨料和细集料的性质,可以确定合适的骨料配合比和细集料配合比。

掺合料的掺量一般在20%左右。

同时,还应根据具体的施工条件和工程要求,进行适当的调整。

三、配合比调整在实际施工中,可能会出现一些特殊情况,需要对配合比进行调整。

例如,当施工环境温度较高时,可以适当增加水泥掺量,以提高混凝土的早期强度和抗裂性能。

当施工环境温度较低时,可以采取加热水或使用外加剂等方式,以保证混凝土的凝结和硬化过程。

此外,在混凝土的施工过程中,还需要进行适当的养护措施,以保证混凝土的性能和使用寿命。

四、混凝土性能检验对于C35抗硫酸盐混凝土,需要进行一系列的性能检验,以确保其满足设计要求。

常见的性能检验项目包括抗压强度、抗硫酸盐性能、收缩性能等。

这些检验项目可以通过实验室测试或现场检测来进行。

检验结果应符合相关的规范要求,以保证混凝土的质量和使用性能。

总结:C35抗硫酸盐混凝土的配合比设计是确保混凝土性能的重要环节。

合理选择材料、科学设计配合比、合理调整配合比以及进行性能检验是确保C35抗硫酸盐混凝土质量的关键。

只有在设计和施工过程中严格按照要求进行,才能保证混凝土的性能和使用寿命。

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。

混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料,其性能的优劣直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。

然而,在一些特殊的环境条件下,比如工业污染较为严重的地区,混凝土往往会受到硫酸盐的侵蚀,导致其性能下降甚至损坏。

因此,研究混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能对于提高建筑物的耐久性非常重要。

本文将重点介绍混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究进展。

一、硫酸盐侵蚀对混凝土的影响硫酸盐是一种常见的化学物质,其在一些工业生产过程和废水中都会存在。

当硫酸盐溶液与混凝土接触时,会引起以下几个方面的影响:1. 钙石膏的生成:硫酸盐与混凝土中的水合硅酸钙反应,形成水合硫酸钙或硫酸钡。

这些产物不仅占据了混凝土孔隙空间,还会破坏混凝土的内部结构,导致强度下降。

2. pH 值的变化:硫酸盐溶液具有较低的 pH 值,与混凝土中的碱性成分发生反应,会导致混凝土碱性减弱,进而降低其抗侵蚀性能。

3. 离子迁移:硫酸盐溶液中的离子会通过水分的迁移,进入混凝土内部。

这些离子的迁移和沉积会引起混凝土的体积膨胀和溶胀,加速混凝土的破坏。

二、提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的方法为了提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,许多研究者提出了多种方法和措施。

以下是其中几种常见的方法:1. 添加防蚀剂:通过在混凝土中添加一定比例的防蚀剂,可以减缓硫酸盐对混凝土的侵蚀速度。

防蚀剂可以形成一层保护膜,隔绝硫酸盐的侵入,同时提高混凝土的密实性。

2. 控制混凝土配合比:合理的混凝土配合比可以提高其抗硫酸盐侵蚀性能。

例如,减少水灰比、增加水泥用量等措施可以提高混凝土的致密性和强度,从而增强其抵抗硫酸盐侵蚀的能力。

3. 使用防蚀背衬材料:在混凝土结构的内侧使用防蚀背衬材料,如塑料薄膜或防蚀涂层等,可以有效防止硫酸盐侵蚀。

4. 表面防水处理:在混凝土表面进行防水处理,如使用防水涂料或防水剂等,可以降低硫酸盐的侵蚀速度,延缓混凝土的破坏。

三、混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的评价方法评价混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的方法有很多,常见的包括:1. 质量损失法:根据硫酸盐侵蚀前后混凝土质量的变化,计算质量损失比例。

一般混凝土抗硫酸盐等级ks

一般混凝土抗硫酸盐等级ks

一般混凝土抗硫酸盐等级ks混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程中的材料。

在一些特殊环境下,如污水处理厂、化工厂等,混凝土会受到硫酸盐的侵蚀,从而导致混凝土的损坏和结构的破坏。

为了保证混凝土在硫酸盐环境中的耐久性,需要对混凝土进行抗硫酸盐等级ks的评定。

抗硫酸盐等级ks是指混凝土在硫酸盐环境中的抗侵蚀能力。

这个等级通常取决于混凝土中的水泥种类、配合比、养护条件以及混凝土中的添加剂等因素。

水泥种类是影响混凝土抗硫酸盐等级ks的重要因素之一。

普通硅酸盐水泥和硫酸盐水泥是常见的水泥种类。

硫酸盐水泥具有较高的硫酸盐抗侵蚀能力,因此在硫酸盐环境中使用硫酸盐水泥制作的混凝土可以获得较高的抗硫酸盐等级ks。

配合比是影响混凝土抗硫酸盐等级ks的另一个重要因素。

合理的配合比可以提高混凝土的抗硫酸盐能力。

适当增加水泥用量、控制水灰比和骨料掺量等方法可以提高混凝土的致密性和抗渗透性,从而提高混凝土的抗硫酸盐等级ks。

养护条件也对混凝土的抗硫酸盐等级ks有一定影响。

养护条件包括养护时间、养护温度和湿度等因素。

充分的养护可以保证混凝土的早期强度和致密性发展,从而提高混凝土的抗硫酸盐能力。

混凝土中的添加剂也可以对混凝土的抗硫酸盐等级ks起到一定的影响。

例如,掺入硅烷烘干剂可以提高混凝土的抗硫酸盐能力。

硅烷烘干剂可以与混凝土中的游离氧化钙反应,生成较为稳定的硅酸盐凝胶,从而提高混凝土的抗硫酸盐能力。

混凝土抗硫酸盐等级ks是评定混凝土在硫酸盐环境中抗侵蚀能力的重要指标。

水泥种类、配合比、养护条件和添加剂等因素都会对混凝土的抗硫酸盐等级ks产生影响。

在工程实践中,根据具体情况选择合适的水泥种类、优化配合比、加强养护和使用适当的添加剂等措施,可以提高混凝土的抗硫酸盐能力,延长混凝土的使用寿命,保障工程的安全可靠。

混凝土抗硫酸盐腐蚀机理与防治策略探究

混凝土抗硫酸盐腐蚀机理与防治策略探究

混凝土抗硫酸盐腐蚀机理与防治策略探究1、硫酸盐侵蚀混凝土劣化机理当环境中的硫酸盐离子进入水泥石内部以后,会与水泥石中的一些固相发生化学反应,生成一些难溶物引起的。

这些难溶物一般强度很低,并且在生成时会产生体积膨胀,引起混凝土的开裂、剥落和解体,此外还会使水泥石中的CH和C-S-H等组分溶出或分解,使混凝土失去强度和粘结力。

混凝土硫酸盐侵蚀主要有以下几种[1][2]。

1.1钙矾石膨胀破坏环境中的SO42-会与水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙(钙矾石,3CaO·Al2O3·CaSO4·32H2O)。

钙矾石是一种溶解度非常低的盐类矿物,即使在石灰浓度很低的溶液中也能稳定存在。

钙矾石晶体会结合大量的水分子,其体积比水化铝酸钙增加了2.2倍。

并且钙矾石在析出时会形成及其微细的针状或片状晶体,在水泥石中产生很大的内应力,引起混凝土结构破坏。

1.2石膏膨胀破坏当SO42- 大于1000mg/L时,同时水泥石的毛细孔被饱和石灰溶液填充的情况下,会有石膏晶体析出:Ca(OH)2+2H2O→CaSO4·2H2O+2OH-生成的CaSO4·2H2O体积增大1.24倍,导致混凝土内部膨胀应力增加而破坏;同时消耗了水泥水化生成的CH,使胶凝物质分解失去强度。

若水泥处于干湿交替状态,即使SO42-浓度不高,也往往会因为水分蒸发而使侵蚀溶液浓缩,石膏结晶侵蚀成为主导因素。

1.3MgSO4溶蚀-结晶破坏MgSO4破坏是最严重的一种,即使掺硅灰的混凝土也难以抵抗MgSO4的侵蚀。

因Mg2+与SO42-均为侵蚀源,二者相互叠加,构成严重的复合侵蚀。

除石膏或钙矾石的膨胀破坏外,还会使氢氧化钙转化为氢氧化镁,降低碱度,破坏C-S-H水化产物稳定存在的条件,使C-S-H分解,造成水泥基材强度与粘结性损失。

1.4碳硫硅钙石溶液-结晶型破坏在硫酸盐腐蚀过程中还会产生碳硫硅钙石(CaSO3·SCaSO4·CaSiO4·15H2O),其生成途径有两种,一是C-S-H与硫酸碳酸盐直接反应生成,二是由钙矾石过度相逐渐转变而成[3]。

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。

高性能抗硫酸盐混凝土的环保性能及其未来发展趋势

高性能抗硫酸盐混凝土的环保性能及其未来发展趋势

高性能抗硫酸盐混凝土的环保性能及其未来发展趋势随着人们环保意识的增强和对建筑材料技术的不断进步,高性能抗硫酸盐混凝土作为一种环保性能优异的建筑材料应运而生。

本文将针对这种材料的抗硫酸盐、耐久性、施工性能、环保性能等方面进行详细探讨,并展望其未来的发展趋势。

1. 高性能抗硫酸盐混凝土的抗硫酸盐性能高性能抗硫酸盐混凝土重要的特点就是其强大的抗硫酸盐能力。

硫酸盐是一种常见的化学物质,在水泥混凝土中特别容易引起危害,破坏混凝土结构。

高性能抗硫酸盐混凝土是指这种材料经过一系列的材料设计和现代化工业规范的控制,能够承受在硫酸盐存在的极端环境下长期使用而不受破坏。

高性能抗硫酸盐混凝土的抗硫酸盐性能得益于其特定的化学成分,比如硅灰和铝粉的添加优化,以及高灰含量低水胶比的配制。

2. 高性能抗硫酸盐混凝土的耐久性高性能抗硫酸盐混凝土具有优良的耐久性能。

由于其特殊的材料构造、配制方法和抗蚀涂料,高性能抗硫酸盐混凝土能够在恶劣的环境条件下保持长久的使用寿命。

这种材料能够有效地抵御化学药品和有害酸雨等恶劣环境的影响,并不会因为环境而出现损坏情况。

同时,高性能抗硫酸盐混凝土的耐久性也得益于它的较低的渗透性,这使得混凝土材料更加耐用和优于其他同类建筑材料。

3. 高性能抗硫酸盐混凝土的施工性高性能抗硫酸盐混凝土具有很好的施工性能。

这种材料可以采用常规的混凝土制作工艺,同时也可以采用高速制造技术和工厂预制技术来进行制造。

因此,这种材料可以灵活应对建筑工程中的各种施工环境和要求,并能在节约时间、减轻工人负担、提高施工效率等方面发挥优秀的作用。

4. 高性能抗硫酸盐混凝土的环保性能高性能抗硫酸盐混凝土的环保性能优异。

首先,这种材料的实际使用寿命更长,大大降低了回收和再利用的需求。

其次,高性能抗硫酸盐混凝土采用环保技术生产过程,可大幅降低对环境的影响。

最后,这种材料内部的化学成分更加安全可靠,并不会释放有害物质,从而保障了环境及人类的健康与安全。

高性能抗硫酸盐混凝土的市场需求与发展前景

高性能抗硫酸盐混凝土的市场需求与发展前景

高性能抗硫酸盐混凝土的市场需求与发展前景随着工程建设的不断发展,高性能抗硫酸盐混凝土的市场需求也不断增加。

这种特殊的混凝土具有抗硫酸盐腐蚀、强度高、耐久性好等优点,在海洋、地下建筑、化工厂、污水处理设施、食品加工厂等行业应用广泛。

本文将从市场需求和发展前景两方面介绍高性能抗硫酸盐混凝土的现状与未来。

一、市场需求1. 海洋建筑领域需求海洋建筑的建设需要抵御海水腐蚀,而海水中的硫酸盐是混凝土的主要损害因素。

因此,高性能抗硫酸盐混凝土成为了海洋建筑领域的首选材料,如海洋码头、海底隧道、海岸堤防、海水淡化厂等。

2. 化工厂需求化工厂生产环境对建筑材料要求较高,因为化学药品常常对混凝土产生侵蚀和腐蚀作用。

高性能抗硫酸盐混凝土由于其卓越的酸碱环境适应性,能够很好地满足化工厂的需求,如酸碱罐、冷却塔、反应釜等。

3. 污水处理设施需求污水处理设施是城市建设中重要的环保设施,而硫酸盐是污水中的常见物质,污水处理时会产生硫酸盐的腐蚀作用。

高性能抗硫酸盐混凝土经过特殊的配比和工艺处理,能够在高浓度的污水环境下保持较好的性能和寿命,因此受到污水处理设施的青睐。

4. 食品加工厂需求食品加工厂对建筑材料要求高,因为食品加工液常常对混凝土产生侵蚀和腐蚀作用。

高性能抗硫酸盐混凝土具有优异的耐腐蚀性能,能够很好地满足食品加工厂的需求,如酱油坊、果汁加工厂等。

二、发展前景1. 市场前景广阔高性能抗硫酸盐混凝土应用领域广泛,市场需求旺盛。

未来随着工业化和城市化的发展,相关产业的发展将推动抗硫酸盐混凝土市场规模不断扩大。

2. 技术水平不断提高随着科技的不断进步和混凝土材料的研究、生产技术的不断提高,高性能抗硫酸盐混凝土的性能和寿命将逐渐提升,产品的应用领域也将不断拓宽。

3. 竞争格局逐渐形成目前,高性能抗硫酸盐混凝土市场处于起步阶段,市场竞争格局尚未形成。

未来,市场将逐渐规范,优胜劣汰的竞争格局将逐步形成。

总之,高性能抗硫酸盐混凝土的市场需求和发展前景广阔,相关产业将会迎来大发展。

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混凝土抗硫酸盐侵蚀研究进展在影响混凝土耐久性的因素中,硫酸盐侵蚀破坏更为受到了混凝土科技工作者的关注,被认为是引起混凝土材料失效破坏的四大主要因素之一。

硫酸盐侵蚀也是影响因素最复杂,危害性最大的一种环境水侵蚀。

环境中的硫酸根离子渗入混凝土内部并与水化产物发生反应,产生膨胀、开裂、剥落等现象,从而使得混凝土强度和粘性降低并丧失。

如何预防和减轻硫酸盐对混凝土的侵蚀破坏一直是混凝土耐久性研究的一项重要内容。

对混凝土结构侵蚀的硫酸盐环境水主要分为:水中的硫酸盐对混凝土结构的腐蚀,包括温泉水、地下水,盐湖水及海水等;土壤中的硫酸盐对混凝土结构的腐蚀包括内陆盐土壤滨海盐土壤两大类。

3.1 混凝土硫酸盐侵蚀机理混凝土硫酸盐侵蚀破坏的实质,是环境水中的SO42-进入混凝土内部,与水泥中的Ca(OH)2发生反应生成难溶性物质,这些难溶性物质由于吸收了大量的水分而产生体积膨胀,从而使混凝土结构产生破坏。

混凝土硫酸盐侵蚀可以分为两大类:物理性侵蚀和化学性侵蚀。

(1)混凝土硫酸盐物理性侵蚀混凝土酸盐物理性侵蚀,实际上是混凝土在潮湿状态下,通过毛细作用吸进各种可溶性溶液,在干燥条件下经蒸发、浓缩而结晶。

混凝土中的Na2SO4;和MgSO4从水中结晶,形成Na2SO4·10H2O和MgSO4·7H2O晶体。

Na2SO4+10H2O→Na2SO4·10H2O (l-1)MgSO4+ 7H2O→MgSO4·7H2O (1-2)这个过程体积膨胀了4-5倍,产生的膨胀压力超过混凝土的抗拉强度时,就引发混凝土的开裂与破坏,这种破坏通常发生在干湿循环区。

(2)混凝土硫酸盐化学性侵蚀由于在侵蚀过程中的阳离子不同,反应机理也不同,因此一般把硫酸盐侵蚀分为两类:一般硫酸盐侵蚀和镁盐侵蚀。

而一般硫酸盐侵蚀又因为生成产物不同,可以分为钙矾石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H20)膨胀侵蚀,石膏(CaSO4·2H2O)膨胀侵蚀,和碳硫硅钙石(CaSiO3·CaSiO3·CaSO4·15H2O)膨胀侵蚀等三种破坏类型。

a.钙矾石型硫酸盐侵蚀环境水中的SO42-通过毛细孔进入混凝土内部,与水泥中的氢氧化钙(Ca(OH)2)和水化铝酸钙(4CaO·A1203·13H2O)生反应生成水化硫铝酸钙(3CaO·A12O3·3CaSO4·32H20,钙矾石),其反应方程式为:4CaO·A1203·13H2O+3(CaSO4·2H2O)+14H2O→3CaO·A1203·3CaSO4·32H20+Ca(OH)2(1-3)钙矾石是溶解度极小的盐类矿物,在化学结构上结合了大量的结晶水,其体积约为原水化铝酸钙的2.5倍,使固体体积显著增大,加之它在矿物形态上是针状晶体,在原水化铝酸钙的固相表面成刺渭状析出,放射状向四方生长互相挤压而产生极大内应力,致使混凝土结构物受到破坏。

钙矾石膨胀破坏的特点是混凝土试件表面出现少数较粗大的裂缝。

b.石膏型硫酸盐侵蚀许多研究者都发现,当侵蚀溶液中SO42-的浓度大于1000mg/l时,若水泥石的毛细孔为饱和石灰溶液所填充,不仅会有钙矾石生成,而且还会有石膏结晶析出。

其反应方程式为:Ca(OH)2+ Na2SO4+2H2O→CaSO4·2H2O+2NaOH (l-4)Ca(OH)2+ MgSO4+2H2O→CaSO4·2H2O+Mg(OH)2(l-5)石膏的结晶会引起膨胀,体积变为原来的1.24倍,混凝土受到膨胀压力的作用而破坏。

石膏结晶侵蚀的特点是试件没有粗大裂纹,但遍体溃散。

当侵蚀溶液中SO42-浓度在l000mg/l以下时,只有钙矾石结晶形成;当SO42-浓度逐渐提高时,开始平行地发生钙矾石-石膏复合型的结晶,两种结晶并存,只有SO42-浓度非常高时,石膏结晶侵蚀起主导作用。

事实上,若混凝土处于干湿交替状态,即使SO42-浓度不高,石膏结晶侵蚀也往往起着主导作用,因为水分蒸发使侵蚀溶液浓缩,从而导致石膏结晶的形成。

在试验室采用干湿交替试验方法时得出的生成物往往是石膏,而一般实际工程中钙矾石为主要生成物,所以试验室的模拟试验和实际工程有一定偏差。

c.碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀,简称为TSA(the thaumasite form of Sulfate attaek)。

是近些年才被国内外科学工作者广泛认知的一种特殊硫酸盐侵蚀。

研究表明,一般低于15℃温度时,水泥砂浆或混凝土在有充分水源和碳酸盐的环境下浸泡,SO42-与C-S-H凝胶反应而形成,易形成碳硫硅钙石。

其反应方程式为:3Ca2++SO42-+CO32- +[Si(OH)6]2-+12H2O→Ca3[Si(OH)6]( CO3)(S04)·12H2O (1-6)侵蚀主要使水泥石中的C-S-H凝胶转变成一种灰白色、无胶结能力的泥状物质,从而导致水泥石强度显著降低甚至溃散,宏观上并不表现出明显的膨胀开裂,所以其危害性比传统硫酸盐侵蚀更为严重,且具有一定的隐蔽性。

d.镁盐侵蚀硫酸镁侵蚀是所有硫酸盐类侵蚀中危害性最大的一种,主要是因为MgSO4侵蚀是Mg2+和SO42-双重侵蚀,最终将C-S-H凝胶转变为无胶凝能力的M-S-H其反应方程式为:(3CaO·2Si02·3H2O)+3MgSO4+10H2O→3(CaSO4·2H2O)+Mg(OH)2+2Si02·4H2O (1-7)侵蚀发生时,生成的石膏晶体和钙矾石晶体将导致混凝土结构开裂破坏。

同时,反应耗了水泥石中的Ca(OH)2,生成溶解度极低的Mg(OH)2(饱和溶液pH值为10.5),降低了水泥石孔溶液碱度,C-S-H凝胶不再稳定存在而发生分解使混凝土强度和粘结度都受到损害。

MgSO4还可以直接和C-S-H凝胶发生反应,生成Mg(OH)2和硅胶,而硅胶又可以和Mg(OH)2缓慢反应,最终生成无胶结力的M-S-H,使混凝土几乎丧失强度,严重时混凝土材料变为浆糊状物质。

3.2混凝土硫酸盐侵蚀研究进展1892年,Michalis首先发现了硫酸盐对水泥的侵蚀作用,他在侵蚀的混凝土中发现一种针粒状晶体,并称之为“水泥杆菌”,实质上是水化三硫铝酸钙(钙矾石),它使硬化的混凝土开裂,这是最早的硫酸盐侵蚀研究,它揭开了混凝土硫酸盐侵蚀研究的序幕。

1902年苏联发现了环境水侵蚀事例,此后各国相继发现混凝土结构受环境水侵蚀的事例。

美国农垦局、标准局通过大量的实验室和野外实地试验,综合考虑了水泥成分、水泥品种、混凝土密实性、地下和地表暴露等因素,发现混凝土的密实性和不透水性对混凝土耐久性有重要意义,当混凝土比较密实,且硅酸盐水泥熟料中的铝酸三钙(3CaO·Al2O3)含量不超过 5.5%时,具有较高的抗硫酸盐性能。

len在美国林业部的支助下,通过长达25年的现场模拟试验,认为低渗透性和无蜂窝的密实混凝土对混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力极为重要。

前苏联、美国、欧洲等国均相继制订了混凝土抗腐蚀的有关标准,及研制出提高混凝土抗蚀性的新材料新技术,为防止和延缓混凝土的硫酸盐侵蚀取得了明显的效果。

我国自二十世纪五六十年代初期也开始了混凝土硫酸盐侵蚀的研究,主要研究了抗硫酸盐侵蚀的试验方法和破坏机理的探索,认为硫酸盐侵蚀是所有化学腐蚀中对混凝土或水泥制品影响最大的腐蚀。

我国硫酸盐含量丰富,地质条件复杂,因此在铁路、公路、水利工程等方面都进行了抗硫酸盐侵蚀研究,也取得了一定的成果,我国的相关规范中也加入了硫酸盐侵蚀的相关标准。

另外从二十世纪六十年代初开始,以马孝轩为代表的研究人员在我国广大地区通过埋置混凝土桩的方法得到了我国不同土壤的混凝土腐蚀数据,在此基础上总结出不同混凝土在不同土壤中的腐蚀规律,这其中就有硫酸盐腐蚀的规律,对我国的工程建设起到了很好的指导作用。

随着《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476-2008)的正式颁布,标志着我国在硫酸盐侵蚀研究和应用方面有了较大的发展,该规范对面临硫酸盐困扰的混凝土工程有很好的现实指导意义。

近年的研究发现,造成混凝上硫酸盐侵蚀破坏不仅仅为石膏型破坏和钙矾石型破坏两类。

碳硫硅钙石(CaSiO3·CaSiO3·CaSO4·15H2O对混凝土的侵蚀破坏更具有隐蔽性和破坏性。

碳硫硅钙石是一种糊状、松软、无粘结力的物质,微观结构与钙矾石比较相近,它能严重的降低混凝土的强度,同时会伴有膨胀性破坏。

许多研究表明,一般在低于15℃温度时,水泥砂浆或混凝土在有充分水源和碳酸盐的环境下浸泡,SO42-与C-S-H凝胶反应而形成,易形成碳硫硅钙石在我国的华东、华北及西部地区均有发现。

碳硫硅钙石的研究相对较少,武汉理工大学的马保国、高小建曾经做过一些定性研究,认为硫铝酸盐水泥在掺入矿物掺合料后,抗碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀性能好于普通硅酸盐水泥。

3.3掺合料混凝土硫酸盐侵蚀研究进展一般来说,水泥熟料中的铝酸三钙含量、水泥用量和混凝土密实度是影响混凝土抗硫酸盐腐蚀的三大主要因素。

在混凝土中掺入矿物掺合料,能有效提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。

掺合料混凝土抗硫酸盐侵蚀也是最近二十年研究的热点之一。

基于对普通混凝土抗硫酸盐侵蚀性能认识的深入,科研人员开始考虑用粉煤灰、矿渣和硅灰等矿物材料来代替部分水泥配制混凝土,以希望取得更加理想的抗硫酸盐侵蚀性能。

采用了矿物掺合料代替部分水泥后,水泥用量相应减少,混凝土中的铝酸三钙含量也相对降低,而由于掺合料的细度和粒径比水泥熟料要小,故配制的混凝土密实度也相应增大。

从理论上,掺合料混凝土具备更加理想的抗硫酸盐侵蚀性能。

美国加州理工学院R.E.Daris早在1933年就发表了粉煤灰在混凝土中应用的研究报告;在粉煤灰混凝土抗侵蚀方面,接着Santa Clara大学P.J.Tikalsky 等学者对粉煤灰混凝土抗硫酸盐侵蚀性能以及抗硫酸盐混凝土中的粉煤灰质量进行研究和探讨。

日本的Kanazawa大学K.Torii等人对大掺量粉煤灰混凝土抗硫酸性能进行了研究,结果显示其抗硫酸盐性能反而有所提高。

覃立香、胡曙光等认为混凝土中大量掺用粉煤灰以及采用超量取代法往往可以细化混凝土孔结构,降低氢氧化钙含量,改善过渡带结构,提高混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能。

粉煤灰对高性能混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能的影响也是积极的,掺入一定量优质粉煤灰的高性能混凝土具有较好的抗硫酸盐腐蚀性能。

Dustan对粉煤灰抗硫酸盐腐蚀性能,提出下式加以判断:R=(C-5)/F,其中C为粉煤灰中CaO%,F为Fe2O3 %。

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