硫酸鹽侵蝕過程中鈣礬石的形成及堿的影響.pdf

1、混凝土硫酸鹽侵蝕是影響混凝土耐久性的重要因素之一。縱觀國內(nèi)外的混凝土工程實(shí)踐，混凝土的硫酸鹽侵蝕研究具有重要意義。
　　 混凝土遭受不同形式硫酸鹽侵蝕，其腐蝕產(chǎn)物不同，從而表現(xiàn)的破壞特征也不盡相同。對于硫酸鹽侵蝕，國外的研究比較系統(tǒng)，但其考慮的評價(jià)指標(biāo)以膨脹率居多，而國內(nèi)的研究以強(qiáng)度變化為主。為比較全面地評價(jià)硫酸鹽侵蝕破壞特征，本課題采用膨脹率和強(qiáng)度損失兩個(gè)指標(biāo)綜合表征試件在不同形式硫酸鹽侵蝕過程中試件宏觀性能的變化，并從微觀組

2、成分析硫酸鹽侵蝕產(chǎn)物，確定不同腐蝕產(chǎn)物形成所對應(yīng)的破壞形式。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水泥砂漿遭受外部硫酸鹽溶液侵蝕時(shí)，溶液中的SO42-首先與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)生成鈣礬石。在侵蝕早期，硬化水泥砂漿中適量鈣礬石的形成可以提高試件的強(qiáng)度，但隨著外部SO42-不斷擴(kuò)散進(jìn)入砂漿內(nèi)部，與C3A水化產(chǎn)物反應(yīng)生成過量鈣礬石，試件強(qiáng)度下降，甚至出現(xiàn)膨脹開裂現(xiàn)象。當(dāng)侵蝕溶液濃度很高，SO42-可以進(jìn)一步與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2反應(yīng)生成石膏。在酸性硫酸鹽溶液中，水

3、泥砂漿中的ca(OH)2容易被酸性溶液中和，中和剩下的ca2+也傾向于結(jié)合SO42-生成石膏。石膏形成對試件膨脹的影響遠(yuǎn)不如對強(qiáng)度損失的影響大。對于內(nèi)部硫酸鹽侵蝕，原材料所含較多的石膏對試件的強(qiáng)度影響很大，尤其是使得試件早期強(qiáng)度發(fā)展很慢。
　　 硫酸鹽侵蝕過程中引起的膨脹通常歸因于鈣礬石的形成，但對于鈣礬石的膨脹機(jī)理卻一直存在爭議。本文采用C3A單礦模擬內(nèi)部和外部硫酸鹽侵蝕過程中鈣礬石的形成，研究鈣礬石的膨脹機(jī)理。結(jié)果表明，鈣礬

4、石的形成及其產(chǎn)生的膨脹受養(yǎng)護(hù)環(huán)境濕度影響。環(huán)境濕度越高，越利于鈣礬石的形成，膨脹也越大。
　　 混凝土中的鈣礬石并不穩(wěn)定，隨著混凝土內(nèi)部環(huán)境的變化，鈣礬石可能發(fā)生溶解一遷移一重結(jié)晶。鈣礬石的穩(wěn)定性是研究鈣礬石重結(jié)晶的一個(gè)主要內(nèi)容。影響鈣礬石穩(wěn)定性的因素很多，本文通過C3A-CaSO4·2H2O在不同堿性溶液中鈣礬石的形成以及制備的純鈣礬石在不同堿性溶液中的溶解，研究堿對鈣礬石穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明：堿對鈣礬石的形成有促進(jìn)作用