硫酸盐与氯盐对水泥基材料侵蚀的研究

摘要

中国有着漫长的海岸线和内陆地区大量的盐湖，这些地区的钢筋混凝土往往受到硫酸盐和氯盐等多种腐蚀离子的共同作用。硫酸盐腐蚀是在环境中对混凝土本身危害最大的因素，氯盐腐蚀则是通过对混凝土中钢筋的腐蚀，进而对混凝土的强度造成影响。本文通过选用不同水泥基材料，设计了单一的硫酸盐作用、硫酸盐与氯盐的复合作用以及先硫酸盐后氯盐作用的试验。采用全浸泡的方法定期的对力学性能、膨胀率以及两种离子腐蚀深度的规律进行研究。
　　(1)通过对全浸泡环境下，5％硫酸钠溶液和5％硫酸钠+5％氯化钠的复合溶液对普通硅酸盐水泥砂浆试块和高抗硫酸盐水泥砂浆试块的研究发现，高抗硫酸盐水泥的抗折抗压强度高于普通硅酸盐水泥，同时也表现出良好的对硫酸盐的抗性;各个配比试块的相对动弹模量都是随着龄期逐渐增加，在试验龄期内最高增加率为20％，并且同一种水泥在不同条件下，相对动弹模量的走势基本相同;试块的膨胀率前期变化较快，后期变化缓慢，高抗硫酸盐水泥的膨胀率大于普通硅酸盐水泥，平均高出0.01％以上;硫酸根离子和氯离子两种离子在溶液中相互影响，使得两种离子在复合溶液中的扩散速度减慢，并且水灰比越高侵蚀的速度越快;最后通过热重分析，得出在两种侵蚀环境中试块强度增高的最重要原因是，石膏的含量增多。
　　(2)通过对全浸泡环境下，在5％硫酸钠溶液浸泡28天转入5％氯化钠溶液（试验组）对两种水泥砂浆影响的研究，并设立对照组，在自来水中浸泡28天之后转入5％的氯化钠溶液中，结果显示，在硫酸钠溶液中，试验组强度的增长比对照组快，最后的强度也相对较高，可以看出在硫酸钠溶液中浸泡，短期内有理由强度的提高;试验组的相对动弹模量，在90天之前呈现增长趋势，之后基本稳定，而对照组的相对动弹模量则60天之前呈增长趋势;试块的膨胀率普遍存在一个规律，前期增长较快，后期平缓增长，试验组的增长幅度明显高于对照组;高抗硫酸盐水泥在氯化钠溶液中自由硫酸根离子更容易流失，普通硅酸盐水泥则反应的硫酸根离子多;对于氯离子侵蚀，试验组在硫酸钠溶液中浸泡之后，氯离子的扩散系数增大，并且高抗硫酸盐水泥不易受到氯离子的侵蚀。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 水泥基材料中氯离子与硫酸根离子侵蚀机理

2．1 氯离子侵蚀机理

2．1．1 扩散作用

2．1．2 渗透作用

2．1．3 毛细吸收

2．1．4 电迁移作用

2．2 硫酸根离子侵蚀机理

2．2．1 化学侵蚀

2．2．2 物理侵蚀

第3章 试验过程

3．1 砂浆试块的制备与养护

3．1．1 原材料

3．1．2 高抗硫酸盐水泥

3．1．3 配合比

3．1．4 试件的成型与养护

3．2 相关试验方法

3．2．1 相对动弹性模量测试

3．2．2 膨胀率测定

3．2．3 强度测定

3．2．4 氯离子含量的测定

3．2．5 硫酸跟离子测定

第4章 单一硫酸盐与复合侵蚀对砂浆的影响

4．1 试验方案

4．2 砂浆强度的影响

4．2．1 抗压强度的影响

4．2．2 抗折强度的影响

4．3 砂浆相对动弹模量的影响

4．4 砂浆膨胀率

4．5 硫酸根离子含量

4．5．1 自由硫酸根离子测定

4．5．2 反应硫酸根离子测定

4．6 氯离子含量

4．6．1 水溶性氯离子测定

4．6．2 氯离子扩散系数

4．7 热重分析

4．8 本章小结

第5章 硫酸钠与氯化钠先后作用对砂浆的影响

5．1 试验方案

5．2 砂浆强度的影响

5．2．1 抗压强度的影响

5．2．2 抗折强度的影响

5．3 砂浆相对动弹模量的影响

5．4 砂浆膨胀率

5．5 硫酸根离子含量

5．5．1 自由硫酸根离子测定

5．5．2 反应硫酸根离子测定

5．6 氯离子含量

5．7 热重分析

5．8 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 本文主要结论

6．1．1 单一硫酸盐与复合侵蚀对砂浆的影响

6．1．2 硫酸钠与氯化钠先后作用对砂浆的影响

6．2 展望

参考文献

在硕士期间发表的论文

致谢