硫酸盐侵蚀作用下水泥砂浆损伤试验研究

在硫酸盐侵蚀环境下,混凝土内部硫酸盐腐蚀产物的生成是造成混凝土体积膨胀破坏和耐久性劣化的主要原因。通过测定不同硫酸盐侵蚀龄期(30 d,60 d,90 d,120 d,150 d,180 d),不同水灰比(0.4,0.5,0.6)下普通硅酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥砂浆的抗折强度,研究硫酸盐侵蚀对砂浆抗折强度的影响。试验结果表明,通过5%硫酸钠溶液长期浸泡试验,水泥砂浆试件抗折强度随着侵蚀龄期的增加呈先增大后下降的变化趋势;对于普通硅酸盐水泥试件来说,水灰比越大,抗折强度开始出现下降的龄期越早;高抗硫酸盐水泥砂浆试件出现强度下降的龄期较普通硅酸盐水泥砂浆晚,且0.4水灰比高抗硫酸盐水泥砂浆试件至侵蚀后期,其抗折强度均未出现明显下降,说明高抗硫酸盐水泥较普通硅酸盐水泥具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能。     

10℃下不同水灰比水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水灰比对水泥砂浆试件在10℃下抗硫酸盐侵蚀的性能的影响,采用0.36与0.5两种水灰比的普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及加入矿粉与硅灰的水泥砂浆试件,测试各试样在(10±1)℃的3％Na2SO4溶液中浸泡后的强度变化情况,综合考虑强度与抗蚀系数对砂浆抗硫酸盐侵蚀性能进行评价.结果表明:在10℃下0.36水灰比试件强度高于0.5水灰比试件,抗硫酸盐侵蚀性能随着水灰比的降低而提高;加入矿物掺合料明显改善了水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能,并且硅灰的含量越高效果越明显.砂浆抗硫酸盐侵蚀性能15％矿粉+3％硅灰>15％矿粉+1％硅灰>中抗硫水泥>普通硅酸盐水泥.     

低温(10℃)-干湿循环下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀试验研究

在低温(10 ℃)-干湿循环双重环境下,对不同水灰比不同胶凝材料方案的水泥砂浆试件的抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究,其中水灰比采用0.5和0.36,胶凝材料分别为普通硅酸盐水泥、中抗硫酸盐硅酸盐水泥和在普通硅酸盐水泥中分别掺入15%矿粉+1%硅灰和15%矿粉+3%硅灰.结果表明:在低温(10 ℃)-干湿循环双重条件下,既存在化学侵蚀又存在物理侵蚀,但是以物理侵蚀为主;通过降低水灰比或者使用抗硫酸盐硅酸盐水泥能显著提高砂浆抗硫酸盐侵蚀性能;在不同的水灰比下,复掺矿粉和硅灰会得到不同的效果,在低水灰比时能提高抗硫酸盐侵蚀的性能,在高水灰比时反而会降低抗硫酸盐侵蚀的性能.     

5℃环境下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水泥品种、矿物掺合料对水泥基材料在5℃下抗硫酸盐侵蚀的性能的影响,分别采用普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及加入矿粉与硅灰的水泥砂浆试件,测试各试样在(5±1)℃的3%Na2 SO4溶液浸泡后的强度变化情况,综合考虑砂浆强度与抗蚀系数对砂浆抗硫酸盐侵蚀性能进行评价,并运用SEM、EDS、XRD分析方法对腐蚀机理进行了分析.结果表明:在5℃环境下,砂浆试样的强度普遍低于常温环境下,砂浆抗硫酸盐侵蚀能力15%矿粉+3%硅灰>中抗硫水泥>15%矿粉+1%硅灰>普通硅酸盐水泥;加入矿物掺合料明显改善了水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能,并且硅灰的含量越高效果越明显;低温下腐蚀产物不仅有石膏,还有碳硫硅钙石的生成.     

硫酸盐侵蚀作用下水泥砂浆膨胀率试验研究

在硫酸盐侵蚀环境下,混凝土内部硫酸盐腐蚀产物的生成是造成混凝土体积膨胀破坏和耐久性劣化的主要原因。通过测定不同硫酸盐侵蚀龄期,不同水灰比下普通硅酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥砂浆的膨胀率,旨在研究硫酸盐侵蚀对砂浆膨胀率的影响。试验结果表明,在5%的硫酸钠溶液中长期浸泡的不同试件,其膨胀率均呈现初期增长较快,随后经过一个平稳增长的阶段。在浸泡120 d后,普通硅酸盐砂浆试件0.5和0.6水灰比会由于硫酸盐侵蚀造成的内部损伤,膨胀率出现骤增,而抗硫酸盐水泥由于其较好的抗硫酸盐侵蚀性使其膨胀率仍保持缓慢增长;普通硅酸盐水泥试件在硫酸钠溶液中浸泡150 d后,0.4、0.5和0.6水灰比试件膨胀率分别达到0.162%、0.383%和0.491%,分别为抗硫酸盐水泥砂浆试件膨胀率的1.0倍、2.3倍和2.8倍。说明硫酸盐侵蚀加速了砂浆的体积膨胀速率,同时高抗硫酸盐水泥较普通硅酸盐水泥具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能。     

低温干湿循环条件下砂浆抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水胶比水泥砂浆试件在低温干湿循环条件作用下的抗硫酸盐侵蚀性能.试验制作了0.36与0.5两种水胶比的普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及矿粉-硅灰复掺的水泥砂浆试件,检测了试件标养28 d后的孔结构及各试件在(5±1)℃的3％Na2 SO4溶液中干湿循环后的强度、动弹性模量变化情况,对砂浆在低温干湿循环条件下的抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价,并分析了检测指标间的相关性.结果表明:低温干湿循环条件下,0.5水胶比砂浆抗硫酸盐侵蚀性能低于0.36水胶比砂浆,抗硫酸盐侵蚀性能随着水胶比的降低而提高;低水胶比砂浆复掺矿粉-硅灰后抗低温干湿循环条件下的硫酸盐侵蚀性能提升明显;两个水胶比砂浆的相对动弹模均与抗压强度高度相关.     

水胶比及粉煤灰掺量对混凝土抗硫酸盐、镁盐双重侵蚀性能的影响

对不同水胶比及不同粉煤灰掺量的普通硅酸盐水泥胶砂试件,进行不同浓度的硫酸盐、镁盐双重侵蚀试验,探讨普通硅酸盐水泥混凝土在双重侵蚀环境中的抗侵蚀性能.试验结果表明：在较低浓度双重侵蚀溶液中,降低水胶比、增加粉煤灰掺量,可在一定程度上提高试件的抗双重侵蚀能力;但在高浓度双重侵蚀环境中,普通硅酸盐水泥胶砂试件即使降低水胶比、增大粉煤灰掺量,也难以有效抵抗侵蚀破坏.     

内掺白云石水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能

为考察白云石对水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响，本文采用10%、20%、30%(质量分数，下同)白云石掺入水泥净浆与水泥砂浆试件中，在低温条件下浸泡于5%硫酸镁和5%硫酸钠溶液中，并进行硫酸盐侵蚀试验。定期观察试件的宏观形貌变化，并定量分析其侵蚀产物。测定水泥砂浆试件抗折强度与抗压强度并进行宏观分析，以此得出不同种类硫酸盐对试件生成碳硫硅钙石的影响。采用热力学模拟探究白云石对水泥胶凝体系产物的影响。结果表明：当白云石掺量为10%～20%时，能抑制水泥基材料中碳硫硅钙石的生成，水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能有较大提高，水泥砂浆试件抗折强度有明显改善，这与热力学模拟结果基本一致。     

硫酸盐侵蚀水泥砂浆动弹性模量的超声检测

用普通硅酸盐水泥,分别配制了水灰比在0．4～0．8范围内的水泥砂浆试件进行硫酸盐加速侵蚀实验。运用超声波技术测定了不同浓度硫酸盐侵蚀下不同水灰比水泥砂浆试件的动弹性模量值,分析了此实验条件下试件动弹性模量随侵蚀时间变化的规律,并对实验结果作了简要的机理分析。结果表明：在硫酸盐侵蚀条件下,水泥砂浆试件的动弹性模量随侵蚀时间首先增大至某一峰值,随后迅速降低或者逐渐缓慢降低。水灰比和硫酸根浓度对动弹性模量的影响只是反映在数值上;硫酸盐对水泥砂浆材料的侵蚀是由表及里的,动弹性模量的演化可以来反映试件整体平均强度的变化,而回弹法测定的抗压强度反映的是试件表面强度的变化。比较而言,动弹性模量的演化在时间上存在着滞后性。试件微观分析及宏观形貌表明：硫酸盐侵蚀条件下,砂浆试件动弹性模量的演化主要是膨胀产物钙矾石等的形成引起砂浆内部微观结构变化的缘故。     

全浸泡作用下混凝土抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水胶比混凝土试件在(20 ±2)℃全浸泡作用下的抗硫酸盐侵蚀性能.试验制作了0.32与0.36两种水胶比的普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及矿粉-硅灰复掺的混凝土试件,试件标养28 d后,测定了各试件在(20 ±2)℃的3%Na2SO4溶液中全浸泡侵蚀的抗压侵蚀系数、相对动弹性模量,并且测定了侵蚀240 d后混凝土的含气量和连通孔隙率,对混凝土在(20 ±2)℃下的抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价.结果表明:在(20 ±2)℃全浸泡作用下,(1)混凝土抗硫酸盐侵蚀性能E>A>B,中抗硫水泥主要通过限制C3A的含量,进而改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,不一定在任何环境下都适用;(2)0.36水胶比混凝土抗硫酸盐侵蚀性能低于0.32水胶比混凝土,抗硫酸盐侵蚀性能随着水胶比的降低而提高;(3)低水胶比混凝土复掺矿粉-硅灰后抗硫酸盐侵蚀性能得到显著的提高;(4)混凝土抗压侵蚀系数和相对动弹性模量高度相关,侵蚀240 d后,不同配比混凝土的含气量与连通孔隙率趋势极为接近,相关系数为0.93,因此可以合理选择试验评价指标,减少原材料浪费和试验工作量.     

硫酸盐浸泡环境下CaO-Na2CO3激发矿渣砂浆性能退化及机理研究

以Na₂SO₄和MgSO₄溶液为侵蚀介质,研究了在浸泡环境下CaO-Na₂CO₃激发矿渣(CNS)砂浆和普通硅酸盐水泥(OPC)砂浆经硫酸盐侵蚀前后的抗折强度、抗压强度及不同深度处的SO^2-₄浓度,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞法(MIP)等测试方法分析了CNS砂浆和OPC砂浆的侵蚀产物及孔结构,对比讨论了Na₂SO₄和MgSO₄对CNS砂浆和OPC砂浆的侵蚀机理。结果表明:CNS砂浆的水化产物主要是低Ca/Si比的水化硅铝酸钙(C-A-S-H),不存在氢氧化钙,碳酸钙的填充作用使其孔结构优于OPC砂浆,并且在相同侵蚀环境下,CNS砂浆的抗硫酸盐侵蚀能力大于OPC砂浆;MgSO₄侵蚀环境下CNS砂浆的侵蚀产物主要是水镁石(腐蚀后期会带动试件表面的砂浆一起剥落)和无黏聚力的水化硅铝酸镁(M-A-S-H);与Na₂SO₄相比,MgSO₄对CNS砂浆的腐蚀性更强。     

海水对高贝利特硫铝酸盐水泥水化过程和力学性能的影响

研究了海水拌和与海水养护条件下高贝利特硫铝酸盐水泥(HB-CSA)和普通硅酸盐水泥(OPC)胶砂的抗压强度和抗折强度,采用等温量热法、X射线衍射分析法和热重分析法表征了两种水泥的水化过程和水化产物,分析了海水对HB-CSA水化过程和力学性能的影响。结果表明:海水拌和未明显影响HB-CSA的早期水化过程,海水拌和与海水养护未改变其主要水化产物类型;海水拌和显著加快了OPC的早期水化,海水中的氯盐与OPC的水化产物反应,导致水化氯铝酸钙(Friedel盐)的生成。海水拌和与海水养护对HB-CSA的抗压强度影响较小,但降低了OPC的后期抗压强度。海水养护对HB-CSA和OPC抗折强度的提高较为明显,钙矾石(AFt)含量的增加是抗折强度提高的主要原因。HB-CSA的水化产物中未见Ca(OH)₂和单硫型水化硫铝酸钙(AFm),避免了海水侵入后过量CaSO₄·2H₂O和AFt生成造成的混凝土膨胀开裂和强度下降的危害。     

铝土矿选尾矿制备硅铝聚合材料的反应产物及抗化学侵蚀性能(英文)

以煅烧铝土矿选尾矿为硅铝质原料,以矿渣微粉为促硬剂,以水玻璃为激发剂,制备得到了硅铝聚合材料。运用X射线衍射、扫描电镜、热分析研究了硬化浆体的反应产物及其微观形貌、热性质。通过观察3%硫酸钠溶液、3%硫酸镁溶液、5%硫酸溶液、5%盐酸溶液对砂浆试样外观、质量、强度的影响,研究了其抗化学侵蚀性能,并比较了其与铝酸盐水泥、快硬早强硫铝酸盐水泥、中抗硫酸盐硅酸盐水泥及矿渣硅酸盐水泥的区别。结果表明:反应并不生成晶体物质,而是无定形态的铝硅酸盐;硬化体中呈现片层状显微形貌的物质能够吸附水分,从而在灼烧过程中表现为脱水吸热及质量损失;该片层状物质随着龄期的延长而变得愈发细小和复杂,进而在宏观上表现为强度增长及脱水温度升高;硅铝聚合砂浆分别经3%硫酸钠溶液、3%硫酸镁溶液浸泡28d后,与各水泥砂浆试样比较,其不仅外观完整,而且强度并没有下降,反而具有几乎相同的强度增长,即说明其具有更优异的抗硫酸侵蚀性能;硅铝聚合砂浆与各水泥砂浆经稀酸溶液浸泡28d后,前者不仅能保持原始外观,而且表现为更低的质量及强度损失。     

Effect of epoxy resin on the intrinsic properties of masonry mortars

The paper presents an assessment on the properties of three different types of masonry mortars, namely Portland cement mortar (CM), polymer cement mortar (PCM) and polymer mortar (PM) of various compositions. The effect of binder content (cement and/or epoxy) on CM, PCM or PM has been explored in the study. An assessment was carried out on the basis of mechanical (compressive, tensile and flexural strength), physical (water uptake, chloride ion permeability), morphological (porosity) and thermal (coefficient of thermal expansion) properties of the mortars. A comparative cost analysis of the mortars is also discussed in this article. The results show that the mechanical strength of both PCM and PM improves markedly with the addition of epoxy resin, and the higher rate of incremental strength is found for PM. Consequently, the chloride ion penetration, water uptake, porosity and thermal expansion of the mortars decrease significantly with the resin content, but the rate of drop in chloride ion penetration, water uptake, porosity and thermal expansion is much higher for PM. The test results indicate that the variation of binder content (epoxy/cement) is found to be the key factor determining the mortar properties and cost.     

Effect of pumice and fly ash incorporation on high temperature resistance of cement based mortars

The effects of high temperature on the mechanical properties of cement based mortars containing pumice and fly ash were investigated in this research. Four different mortar mixtures with varying amounts of fly ash were exposed to high temperatures of 300, 600, and 900 °C for 3 h. The residual strength of these specimens was determined after cooling by water soaking or by air cooling. Also, microstructure formations were investigated by X-ray and SEM analyses.Test results showed that the pumice mortar incorporating 60% fly ash revealed the best performance particularly at 900 °C. This mixture did not show any loss in compressive strength at all test temperatures when cooled in air. The superior performance of 60% FA mortar may be attributed to the strong aggregate-cement paste interfacial transition zone (ITZ) and ceramic bond formation at 900 °C. However, all mortar specimens showed severe losses in terms of flexural strength. Furthermore, specimens cooled in water showed greater strength loss than the air cooled specimens. Nevertheless, the developed pumice, fly ash and cement based mortars seemed to be a promising material in preventing high temperature hazards.     

Experimental study on properties of polymer-modified cement mortars with silica fume

This paper discussed the flexural and the compressive strengths of polyacrylic ester (PAE) emulsion and silica fume (SF)-modified mortar. The chloride ion permeability in cement mortar and the interfacial microhardness between aggregates and matrix were measured. The chemical reactions between polymer and cement-hydrated product were investigated by the infrared spectral technology. The results show that the decrease of porosity and increase of density of cement mortars can be achieved by the pozzolanic effect of SF, the water-reducing and -filling effect of polymer. Lower porosity and higher density can give cement mortars such properties as higher flexural and compressive strength, higher microhardness value in interfacial zone and lower effective diffusion coefficient of chloride ion in matrix.     

聚苯乙烯接枝聚丙烯酸丁酯乳液改性水泥砂浆的性能及微观结构分析

合成了聚苯乙烯(PS)接枝聚丙烯酸丁酯(PBA)乳液(PS-g-PBA),并将其用于改性水泥砂浆,考察了PS-g-PBA乳液含量及PS与PBA的质量比对改性水泥砂浆的减水率、流动度、力学性能以及毛细孔吸水率的影响.结果表明,3种水泥改性剂的减水效果优异,减水率的极大值为56.7％,改性水泥砂浆的毛细孔吸水率下降明显,其...     

Physico-chemical changes in polymer impregnated mortars on exposure to sea water

This paper highlights the results and interpretations of experiments conducted to analyze the effect of sea water on conventional precast cement mortar (OPC) and polymer impregnated mortars (PIC). The precast cement mortars were impregnated with a mixture of methyl methacrylate and 2, 2′-Azobisisobutyronitrile (AIBN) initiator and polymerized using two different procedures: by microwaves and by conventional hot water method. The OPC and PIC specimens were immersed in sea water separately for 7, 14, 21 and 28 days and their strength parameters were calculated. The changes in the microstructure indicated movement of ions into the cement matrix and the presence of fan-like crystals on the surface of cement mortar. The protective polymer coating in the PIC prevented contact of sea water with cement concrete, thereby increasing the durability of the composite.