高抗硫酸盐水泥混凝土抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀性能研究

摘要

针对新疆部分地区混凝土结构面临的硫酸盐、镁盐双重侵蚀破坏问题，为了探讨高抗硫水泥混凝土在双重侵蚀环境下的抗侵蚀性能，将不同C3S含量的高抗硫酸盐水泥、不同水灰（胶）比、不同粉煤灰掺量的高抗硫水泥胶砂试件，置于不同浓度的硫酸盐、镁盐双重侵蚀溶液中进行侵蚀试验，研究高抗硫水泥混凝土抵抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀的能力以及水灰（胶）比、粉煤灰掺量等因素对高抗硫水泥混凝土抵抗双重侵蚀性能的影响。通过试验分析发现:
　　(1)高抗硫水泥混凝土只能抵抗较低浓度(SO42-≤4000 mg/L，Mg2+≤1000 mg/L)的硫酸盐、镁盐双重侵蚀。
　　(2)水灰比对高抗硫水泥混凝土抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀能力有一定影响。在较低浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀环境下，降低水灰比对增强高抗硫水泥胶砂试件抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀能力有明显效果，但在高浓度(SO42-≥8000 mg/L，Mg2+≥3000mg/L)硫酸盐、镁盐双重侵蚀环境下，即使降低水灰比，高抗硫水泥胶砂试件还是难以抵抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀破坏作用。
　　(3)粉煤灰含量对高抗硫水泥混凝土抗高浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀性能有一定影响。采用C3S含量低的高抗硫酸盐水泥、取水胶比为0.4、粉煤灰掺量分别为0％、15％、25％和35％制成的胶砂试件，在较低浓度（SO42-≤8000，Mg2+≤1000）双重侵蚀环境中，增大粉煤灰掺量，有利于提升高抗硫水泥胶砂试件的抗蚀能力;但在较高浓度（SO42-≥8000，Mg2+≥3000）双重侵蚀环境中，增大粉煤灰掺量，并不能提高高抗硫水泥胶砂试件的抗双重侵蚀能力。
　　(4)高抗硫水泥中的C3S含量对其混凝土抵抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀能力有一定影响。对比C3S含量分别为35.66％和46.37％的两种高抗硫水泥制成的胶砂试件在不同浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀溶液中的侵蚀试验结果发现，C3S含量高的胶砂试件其抗蚀系数明显小于C3S含量低的胶砂试件。说明水泥中的C3S含量越高，生成的氢氧化钙就越多，侵蚀产物石膏和氢氧化镁也会随之增加，就越容易遭受硫酸盐、镁盐的双重侵蚀破坏。
　　(5)通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对遭受双重侵蚀的试件进行微观观测发现:高抗硫酸盐水泥胶砂试件受硫酸盐、镁盐双重侵蚀破坏的主要类型为表层氢氧化镁结晶型破坏，侵蚀破坏的程度由试件表面侵蚀层厚度大小来反映，侵蚀层厚度越大，试件的抗蚀系数越小，侵蚀破坏程度越严重。另外在硅酸三钙含量高的试件内部除了有氢氧化镁和水化硅酸镁生成外还发现有石膏和钙矾石结晶型破坏。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究目的和意义

1．2．国内外研究现状

1．3 研究的主要内容

第2章 试验原材料及试验方法

2．1 试验原材料

2．2 侵蚀介质浓度及试验方法

2．3 试验所用设备

第3章 水灰比对高抗硫水泥混凝土抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀性能的影响

3．1 不同水灰比胶砂试件抗双重侵蚀的试验方案

3．2 水灰比对高抗硫水泥混凝土抗双重侵蚀性能影响试验结果与分析

3．3 本章小结

第4章 粉煤灰掺量对高抗硫水泥混凝土抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀性能影响

4．1 掺粉煤灰胶砂试件抗双重侵蚀的试验方案

4．2 掺粉煤灰胶砂试件抗双重侵蚀的试验结果与分析

4．3 本章小结

第5章 水泥中C3S含量对高抗硫水泥混凝土抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀性能的影响

5．1 水泥中C3S含量对胶砂试件抗双重侵蚀影响的试验方案

5．2 C3S含量不同的两种水泥混凝土抗双重侵蚀试验结果对比与分析

5．3 本章小结

第6章 高抗硫水泥混凝土抗双重侵蚀若干问题的探讨

6．1 水泥中C3S含量对试件抗双重侵蚀性能影响的机理探讨

6．2 Mg2+、SO42-浓度对掺粉煤灰试件抗双重侵蚀性能影响的机理分析

6．3 水灰比对混凝土试件抗双重侵蚀影响的机理分析

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

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