硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能.pdf
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1、2 0 1 2年第 l O期 1 0月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 C HI NA C ONCR E T E AND C E MENT P RODUC 2 01 2 No 1 0 Oc t o b e r 硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能 李方元 , 唐新军 , 胡 全 , 阿里木江 苏拉依 曼 ( 新疆农业大学水利与土木工程学院, 乌鲁木齐 8 3 0 0 5 2 ) 摘要 : 通过 制配水泥胶砂 试件进行硫酸盐侵蚀试验 , 研 究 了水灰 比、 养护龄期、 侵蚀 溶液浓度 、 侵蚀龄期 等对 硫 铝酸盐水泥混凝土抗硫酸 盐侵蚀 能力的影响 ; 并采 用宏观观 测和扫描 电镜 ( S
2、 E M) 、 能谱( E DS ) 微观观 测方法 , 分 析和揭示其抗硫 酸盐侵蚀机理 , 并与高抗硫硅 酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的抗硫 酸盐侵蚀性 能进行 了对 比。 结果表 明 , 硫铝酸盐水泥胶砂试件 可以抵抗 高浓度硫酸 盐的侵蚀 , 且随着水灰 比的降低、 养护龄期 的延长 , 其抗硫 酸盐侵蚀 能力会进 一步得到提 高; 硫铝 酸盐水 泥混凝土较 高的抗硫酸盐侵 蚀能力, 主要取决于混凝土的高密实度和化 学侵蚀 内因的减 少。 侵蚀发 生在 开口孔 隙内, 侵蚀 产物是 团簇状钙矾石( A F t ) , 硫 铝酸盐水 泥具有显著 高于高抗硫 水泥抗硫 酸 盐侵 蚀 的能 力
3、。 关键词 : 硫酸 盐侵蚀 ; 硫铝 酸盐水泥 ; 抗蚀 系数 ; 抗侵蚀 机理 Ab s t r a c t :C o n s i d e r e d t h e wa t e r - c e me n t r a t i o , c u rin g p e r i o d , c o n c e n t r a t i o n o f e r o s i o n s o l u t i o n a n d e r o s i o n a g e f a c t 0 r s , t h e c a p a b i l i t y o f r e s i s t i n g s u l f
4、a t e c o r r o s i o n o f s u l p h o a l u m i n a t e c e m e n t c o n c r e t e ( S A C ) i s t e s t e d T o a n a l y z e a n d r e v e a l t h e a n t i - e r o s i o n me c h a n i s m o f S A C , t h e s c a n n i n g e l e c t r o n mi c ros c o p e ( S E M ) a n d e n e r g y d i s p e
5、r s i o n s p e c t r u m ( E D S ) m e t h o d a r e u s e d t o o b s e r v e t h e mi c r o s c o p i c f e a t u r e s o f s p e c i me n s An d t o e v a l u a t e t h e a n t i - e r o s i o n c a p a b i l i t y , t h e e x p e ri me n t o f r e s i s t i n g s u lf a t e c o r r o s i o n i
6、s a l s o t e s t e d b e t w e e n h i【g h s u l f a t e r e s i s t a n t P o r t l a n d c e m e n t ( HS R ) a n d o r d i n a r y P o r t l a n d c e me n t ( P 0 ) T h e r e s u h s i n d i c a t e t h a t s u l p h o a l u mi n a t e c e m e n t m o r t a r s p e c i m e n s c a n r e s i s t
7、 t h e e r o s i o n o f h i g h c o n c e n t r a t i o n s u l f a t e a n d wi t h t h e r e d u c t i o n o f wa t e r c e me n t r a t i o a n d the c u ri n g p e r i o d e x t e n s i o n i t s a b i l i t y o f s u l f a t e e ros i o n r e s i s t a n c e wi l l b e f u r t h e r i mp r o v
8、 e d ; t h e h i g h s u l f a t e r e s i s t a n c e a b i l i t y o f s u l p h o a l u mi n a t e c e me n t c o n c r e t e ma i n l y d e p e n d s o n i t s h i g h d e n s i t y a n d t h e c h e m i c a l e r o s i o n r e d u c e d I t S t h e e t t r i n g i t e ( A F t ) tha t o c c u r
9、s i n t h e o p e n i n g v o i d s , a n d t h e c a p a b i l i t y o f r e s i s t i n g s u l f a t e c o r r o s i o n of S AC i s s i g n i fi c a n t l y h i g h e r t h a n t h a t o f HS R Ke y wo r d s :S u l f a t e c o rro s i o n ;S u l p h o a l u mi n a t e c e me n t ; Re s i s t a n
10、 c e c o e ffic i e n t ; An t i - e r o s i o n me c h a n i s m 中图分类号 : T U 5 2 8 3 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 2 ) 1 O 一 0 1 一 O 6 0前言 西北高寒 干旱区( 如新疆 ) 混凝土受硫 酸盐侵 蚀 问题较为严重 。提高混凝土抗硫酸侵蚀性能通常 有 两种措施 : 一是使用抗硫酸盐水泥 ; 二是内掺超 细矿物掺合料配制高性能混凝土。然而 , 抗硫水泥 抗侵蚀能力有限; 大掺量掺合料虽可以显著提高混 凝 土的抗侵蚀能力 , 但混凝土早期强
11、度普遍偏低 1 】 。 而硫铝酸盐水泥具有快硬 、 早强 、 耐久性好等特点回 , 在 新疆有广阔的应用前景嘲 。本文主要探究水灰 比、 养 护龄期 、 侵蚀溶液浓度 、 侵蚀龄期等 因素对硫铝酸 盐水泥混凝土抗侵蚀性能 的影响 ,并结合 微观观 测 , 分析和揭示其抗硫酸盐侵蚀特点与机理。同时 , 通过高抗硫水泥和普通水泥的对 比侵蚀实验 , 用来 评定硫铝酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀能力 , 以期 为有 快硬 、 早强和较高抗硫酸盐侵蚀性能要求的混凝土 结构设计提供硫铝酸盐水泥应用的参考依据 。 基 金 项 目 : 新 疆 高 等 学 校 科 研 计 划 重 点 项 目资 助 ( X J E D
12、 U 2 0 0 8 1 1 5 ) ;新疆 水 利 水 电工程 重 点学 科项 目资 助 ( x j z d x k - 2 0 0 9 - 1 0 - 0 5 ) 。 1 原 材料 与试 验方 法 1 1 原材 料 水泥 : 唐山产 4 2 5级快硬硫铝酸盐水泥 ; 乌鲁 木齐产 P 0 4 2 5级水泥 ;乌鲁木齐产 4 2 5级高抗 硫酸盐水泥 , 水泥的各项物理性能指标见表 1 , 化学 性能指标见表 2 。 砂 : I S O标 准砂 。 减 水剂 : 标准 型 F D N高 效减水 剂 。 缓凝剂 : 分析纯硼酸。 水 : 自来水。 1 2 试 验方法 试验参考 G B 2 4
13、2 0 -1 9 8 1 水泥抗硫酸盐侵蚀 快速试验方法 和 G B T 7 4 9 -2 0 0 8 水泥抗 硫酸盐 侵蚀试验方法 ,制作 了水灰 比分别 为 0 3 、 0 4 、 0 5 的硫铝酸盐水泥胶砂试件( 简称 S A C试件) , 其配合 比见表3 , 尺寸均为 1 0 mmx l 0 mmx 6 0 mm。 试件 8 h拆 模后经 3 d标准养护 , 分别浸泡在淡水 、 硫酸根离子 浓度分别为 2 5 0 0 m L 、 8 0 0 0 mg L 、 2 0 2 5 0 m g L的硫酸 钠溶液 中, 进行侵蚀试验 ; 另为模 拟一些实际工程 一1 一 学兔兔 w w w .
14、x u e t u t u .c o m 2 0 1 2年第 l 0期 混凝土与水泥制品 总第 1 9 8期 4 2 5级高抗硫水泥0 4 5 2 2 4 0 3 9 7 5 2 7 6 2 8 3 1 9 9 2 0 5 0 3 0 0 4 3 0 5 8 4 5 5 5 2 9 8 9 1 5 8 1 6 0 2 4 2 5级快硬硫铝酸盐水 泥 6 8 2 1 6 4 0 2 5 8 3 1 0 9 3 7 1 8 1 8 2 9 2 2 0 1 6 0 3 1 0 5 9 , , 注 : ( 1 ) 掺加一定量 硼酸缓凝剂对 S A C水泥调凝 ; ( 2 ) “ , ” 表示没有添加
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