超細石灰石水泥基材料水化與TSA侵蝕規(guī)律研究.pdf

1、許多工程以達到節(jié)能利廢，同時為產(chǎn)生良好的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益，在水泥混凝土中加入石灰石粉，根據(jù)其特殊因素CO32—，為了能在水泥混凝土中更加科學、合理的應用石灰石粉，本文開展了超細石灰石粉水泥基材料的水化研究：同時，水泥混凝土在低溫、高濕、硫酸鹽和碳酸鹽共同存在的環(huán)境中，其產(chǎn)物會生成除鈣礬石和石膏以外近年來新發(fā)現(xiàn)的一種新的物相碳硫硅酸鈣而導致破壞，與傳統(tǒng)硫酸鹽侵蝕不周的是這種硫酸鹽侵蝕破壞會直接導致水泥石中CSH凝膠體的分解，使混凝土變?yōu)?/p>

2、一種泥砂混合物，破壞性更強。這種特殊的硫酸鹽侵蝕被定義為碳硫硅酸鈣型硫酸鹽侵蝕（thaumasiteformofsulfateattack，簡稱TSA）。由于碳硫硅酸鈣和鈣礬石結(jié)構(gòu)、形貌上的相似，長期以來，報道的工程實例通常都歸結(jié)為鈣釩石、石膏型硫酸鹽侵蝕破壞。2002年6月，首屆“碳硫硅酸鈣和TSA破壞”國際會議在英國的召開標志著水泥基材料TSA破壞作為硫酸鹽侵蝕的一種特殊類型受到水泥混凝土界的關(guān)注。本文在國家自然科學基金項目（503

3、78075）和國家“863”計劃項目（2005AA332010）的資助下，開展了超細石灰石粉對水泥基材料的抗硫酸鹽侵蝕研究。 主要工作和成果如下： 1、研究了超細石灰石粉水泥基膠凝材料需水量、力學性能，從電阻率和X射線衍射試驗分析了超細石灰石粉水泥漿體水化初期結(jié)構(gòu)形成機理。石灰石粉摻量35％時，與未摻加石灰石粉基準試樣相比，需水量隨石灰石粉細度的增加呈先降低后增加的峰谷式變化；超細石灰石粉摻量對水泥基膠凝材料力學性能影響

4、表現(xiàn)為早期強度在低摻量下增加，摻量增加，強度降低；超細石灰石粉能夠改善水泥基材料柔韌性，不同細度石灰石粉在摻量5％、15％、35％時28d壓折比均小于未摻加石灰石粉的基準試樣；超細石灰石粉摻入膠凝材料中在水化進行600min前能夠促進水泥水化，電阻率高于未摻加石灰石粉基準試樣，而后，其電阻率的增長遠小于未摻加石灰石粉基準試樣；超細石灰石粉的摻入能和水泥基材料中的鋁相反應生成比硫鋁酸鹽更加穩(wěn)定的碳鋁酸鹽。 2、通過XRD、TG—D

5、SC和量熱微觀測試分析得出，超細石灰石水泥膠凝材料體系的水化產(chǎn)物與水化速度隨著石灰石粉摻量的增加，單碳鋁酸鈣形成提前；石灰石粉的加入延遲了鈣礬石的生成，對鈣礬石起到了穩(wěn)定作用；石灰石粉改變了水泥水化歷程，與純水泥水化放熱相比，10％石灰石粉的摻入致使第一放熱峰明顯增高、前移，誘導期縮短，提前大約40分鐘進入加速期；石灰石粉使單位質(zhì)量的水泥24h放熱量增加了8.5％3、摻35％超細石灰石填料的砂漿經(jīng)受低溫硫酸鹽侵蝕7個月就生成了明顯的碳硫

6、硅酸鈣腐蝕產(chǎn)物；在5±1℃的2％MgSO4溶液中浸泡1年后，純水泥砂漿的破壞形式為表面開裂、脫落，主要腐蝕產(chǎn)物為鈣礬石和石膏晶體；摻35％石灰石粉砂漿則主要表現(xiàn)為先膨脹開裂，之后表面軟化、漿化的破壞過程，最終腐蝕產(chǎn)物以碳硫硅酸鈣和石膏晶體為主，為典型的TSA侵蝕破壞。 4、粉煤灰、礦粉的摻加能有效延緩或者抑制水泥基材料和外來侵蝕介質(zhì)的反應。隨著摻量的增高，侵蝕環(huán)境中試件的外觀完整性保持的越好，強度損失率降低，并且腐蝕物相總量隨著