环境极性对水泥基材料抗低温硫酸盐侵蚀性能的影响

通过分析甘油对水泥-石灰石粉胶凝材料在低温(5℃)、5%硫酸钠溶液中侵蚀的影响,研究了环境极性对水泥基材料抗低温硫酸盐侵蚀性能的影响。结果表明,水泥-石灰石粉试件腐蚀程度随时间增加而加重,腐蚀产物主要为碳硫硅钙石,未掺甘油的试件棱角发生明显脱落;掺甘油降低了腐蚀产物中碳硫硅钙石的生成量,随甘油掺量增加腐蚀产物中碳硫硅钙石的生成量减少,腐蚀程度减轻。甘油可以抑制水泥基材料中碳硫硅钙石的生成,降低环境极性能提高水泥基材料抗低温硫酸盐侵蚀性能。     

地聚合物胶凝材料的性能研究

在以往对地聚合物胶凝材料的研究中,碱性激发剂的制备都需要经过24h或者更长时间的陈化,这不利于地聚合物的实际应用.以偏高岭土和粉煤灰为硅铝酸盐材料,采用不经过陈化的双组分作碱性激发剂制备地聚合物胶凝材料.研究了激发剂的掺加方式、种类、含量以及粉煤灰对地聚合物胶凝材料力学性能的影响;初步研究了地聚合物的抗硫酸盐侵蚀性能以及耐高温性能.结果表明:不经过陈化的双组分作碱性激发剂制备的地聚合物3天抗压强度可以达到45MPa,抗硫酸盐侵蚀及耐高温性能比普通硅酸盐水泥更为优异,是一种值得关注的新型胶凝材料.     

纳米SiO_2-矿渣-水泥复合胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀试验

为研究纳米二氧化硅-矿渣-水泥复合胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能,将砂浆试件浸泡在不同温度下的3%硫酸钠溶液中进行侵蚀试验,以抗折强度和抗蚀系数作为指标对其抗蚀性进行评价,并与普通硅酸盐水泥和抗硫酸盐水泥试件进行对比。采用微观分析方法对腐蚀产物的成分进行分析。研究结果表明:纳米二氧化硅-矿渣-水泥复合胶凝材料在不同温度下均具有优异的抗硫酸盐侵蚀能力,随着纳米二氧化硅掺量的增加,抗蚀性能增强;随着温度的降低,试件的侵蚀速率加快,270d的抗蚀系数及抗折强度逐渐降低。养护温度的改变导致腐蚀产物的成分发生变化,5℃养护条件下腐蚀产物中钙矾石及碳硫硅钙石均存在,但以后者为主。     

氯盐和硫酸盐交互作用下水泥基材料的破坏机理综述

西部盐湖和海洋环境中存在大量的氯盐和硫酸盐,当水泥基材料处于氯盐-硫酸盐环境中,其破坏规律以及破坏机理与单一侵蚀因素作用明显不同,因此有必要探究两种盐在侵蚀过程中所呈现的交互作用。已有文献对氯盐和硫酸盐侵蚀下水泥基材料破坏规律的研究可以分为两部分:硫酸盐存在下氯盐对水泥基的侵蚀、氯盐存在下硫酸盐对水泥基的侵蚀。硫酸盐可以明显降低水化产物的氯离子结合量,因为硫酸根不仅能够分解Friedel盐,而且能先与C₃A或AFm反应,抑制Friedel盐的产生。但是,氯离子扩散速率高,可以先于硫酸根离子进入水泥基材料内部与水泥水化产物反应,延缓钙矾石的产生,抑制硫酸盐的侵蚀。两种离子在向材料内部侵蚀过程中相互影响,相互牵制。最后,根据目前的研究,提出几个有意义的思考方向。     

胶凝材料影响水泥基饰面砂浆泛碱的研究进展

介绍了胶凝材料影响水泥基饰面砂浆泛碱性能的研究进展。研究主要针对水泥基饰面砂浆的泛碱成因，从无机胶凝材料入手，探讨其对砂浆泛碱的影响和抑制泛碱的措施。涉及的无机胶凝材料主要集中在硅酸盐水泥、铝酸盐水泥及其分别或共同与石膏组成的二元和三元体系。水泥基饰面砂浆的抗泛碱主要通过两条途径，一是控制水化时Ca（0H）2的产生，二...     

胶凝材料影响水泥基饰面砂浆泛碱的研究进展

介绍了胶凝材料影响水泥基饰面砂浆泛碱性能的研究进展。研究主要针对水泥基饰面砂浆的泛碱成因,从无机胶凝材料入手,探讨其对砂浆泛碱的影响和抑制泛碱的措施。涉及的无机胶凝材料主要集中在硅酸盐水泥、铝酸盐水泥及其分别或共同与石膏组成的二元和三元体系。水泥基饰面砂浆的抗泛碱主要通过两条途径,一是控制水化时Ca（OH）₂的产生,二是提高砂浆的密实度。     

硫酸盐环境下灌浆材料长龄期力学性能及微观结构分析

本文将抗硫酸盐水泥和中热水泥掺粉煤灰制备的水泥浆体浸泡在5%Na2SO4溶液至1110d,研究长龄期硫酸盐侵蚀下各试件的力学性能和微观结构。结果表明:限制空间中形成的细小钙矾石是引起基体开裂的主要原因,石膏的形成会引起水泥基材料剥落,抗硫酸盐水泥不能有效防止石膏型硫酸盐侵蚀;大掺量粉煤灰的二次水化反应能够消耗大量氢氧化钙,从而降低侵蚀过程中石膏相的形成且能有效改善浆体微结构;水电工程中采用中热水泥+50%粉煤灰制备的水泥基材料能够有效抑制钙矾石和石膏的形成,其抗硫酸盐侵蚀性能和经济性明显优于抗硫酸盐水泥制备的水泥基材料。     

纤维增强碱激发水泥基材料的研究进展

碱激发水泥力学性能优异,化学耐久性强,是新型胶凝材料。本文综合评述了国内外关于纤维增强碱激发水泥基材料的研究进展,总结了各种纤维对碱激发水泥基材料性能的影响,重点介绍了钢纤维、聚丙烯纤维和玄武岩纤维对碱激发水泥基材料的力学性能、收缩开裂及耐久性的影响,并提出了当前纤维增强碱激发水泥基材料研究中存在的问题和今后的研究方向。     

硫酸盐侵蚀下石膏的形成及破坏机制研究现状

硫酸盐侵蚀是影响水泥基材料耐久性的重要因素,它不仅会缩短材料的服役寿命,甚至可能危及结构安全。在硫酸盐侵蚀过程中,钙矾石、石膏和碳硫硅钙石等侵蚀产物不断形成,从而导致材料出现膨胀、开裂、软化和剥落等不同形式的破坏。由于不同侵蚀产物的形成条件和对水泥基材料的侵蚀机理存在明显差异,而侵蚀机理是工程实践中指导预防硫酸盐侵蚀的重要依据,因此探明不同侵蚀产物的形成及稳定条件以及各侵蚀产物对材料的作用机理成为该研究课题的主要内容。 从现有研究来看,钙矾石型硫酸盐侵蚀是目前研究最为成熟的一种硫酸盐侵蚀。钙矾石是在高碱性硫酸盐溶液条件下形成的主要侵蚀产物,并且当其在狭小封闭的孔洞中生长时会导致材料发生膨胀、开裂破坏,相应的膨胀机理有吸水肿胀理论、结晶压理论和固相反应理论等。另外,在钙矾石型硫酸盐侵蚀的预防方面,发现通过控制水泥中铝酸三钙含量可有效减小因钙矾石形成而造成的膨胀危害。近年来,世界各地的研究者竞相报道了碳硫硅钙石的形成对混凝土结构造成严重破坏的工程实例,这使得碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀也逐渐受到重视。目前普遍认为碳硫硅钙石的形成主要导致材料出现泥化和分解现象,但其形成条件较为复杂,只在一些特殊环境下才有可能发生。 石膏是水泥基材料在硫酸盐侵蚀下形成的另一种较为常见的腐蚀产物,它的形成同样影响着水泥基材料的耐久性能。研究发现,硫酸盐溶液浓度越高,越利于形成石膏,但后来发现溶液pH值对石膏的形成及稳定影响更为显著,同时溶液温度、离子种类以及腐蚀制度等对石膏的形成也有一定影响。由于石膏的化学组成相对简单且不含铝相,因此采用普通抗硫酸盐侵蚀方法并不能有效抑制石膏的形成及破坏。石膏的形成往往伴随着水化产物的溶解脱钙,从而导致材料出现软化和剥落现象,但在石膏的膨胀问题上仍存在较大争议。 本文综述了硫酸盐侵蚀下水泥混凝土中石膏形成的影响因素,总结了石膏的生长位置及其引起的脱钙作用,最后对石膏的膨胀作用进行了相关探讨。     

复合水泥基自流平材料的研究进展

详细介绍了复合水泥基自流平材料的胶凝体系,分析了二元胶凝体系和三元胶凝体系的水化机理及其对自流平材料的凝结时间、流动性、力学强度、体积稳定性等性能的影响;同时指出,复合胶凝体系水化反应生成钙矾石是实现材料改性的关键所在。在此基础上,系统地探讨了胶凝材料、骨料和化学外加剂对材料性能的影响。最后,综述了当前的应用状况,并对今后的研究重点进行了展望。     

The microstructure and sulfate resistance mechanism of high-performance concrete containing CNI

It is found from previous studies that the incorporation of calcium nitrite inhibitor (CNI) together with mineral admixtures could weaken the resistance of mixtures to sulfate attack. To better understand the mechanism of this phenomenon, the influence of CNI on the microstructure of cement-based materials is studied by means of quantitative X-ray diffraction, mercury intrusion porosimetry, and scanning electronic microscopy technique. The test results demonstrate that the incorporation of CNI accelerates the formation of calcium hydroxide and ettringite crystals, and weakens the pore refinement effect caused by the secondary hydration reaction of fly ash and microsilica. At the age up to one year, the relative crystal quantity in mixture containing CNI is always higher than that in control mixture without CNI. The reasons for the degradation in sulfate resistance of mixtures may be attributed to the increase of the calcium hydroxide and ettringite crystals formed, the increase of micropore size and the degradation of secondary hydration reaction. Based on the experimental results, conclusion can be drawn that NCI should be used cautiously in practical engineering when high resistance to sulfate attack is required.     

超高性能水泥基材料复合盐侵蚀研究:合成Friedel盐和钙矾石在硫酸盐和氯盐溶液中的稳定性

化学合成了氯离子在水泥基材料中的主要侵蚀产物Friedel盐(3CaO·Al_2O_3·CaCl_2·10H_2O)以及硫酸根离子在水泥基材料中的主要侵蚀产物钙矾石(3CaO·Al_2O_3·3CaSO_4·32H_2O),采用XRD和综合热分析(TG-DSC)研究了二者的稳定性与转变机理,通过浸泡实验探究不同侵蚀性离子之间相互作用对水泥基材料的影响。结果表明:硫酸盐对Friedel盐稳定性影响显著,硫酸根离子置换Friedel盐中的氯离子,并最终生成钙矾石;氯盐对钙矾石的稳定性也有影响,氯盐同样可以使钙矾石分解。两种腐蚀产物之间存在平衡,并且在一定条件下可以相互转化。实验证实氯盐与硫酸盐复合溶液对水泥混凝土侵蚀过程中存在复杂的离子交互作用。     

纳米二氧化硅影响水泥基材料流动性的研究综述

纳米二氧化硅比表面积大、粒径小等特点有助于其发挥火山灰活性、晶核效应和填充效应,能够促进水泥水化,有效改善水泥基材料内部结构。在所有改性水泥基材料的纳米材料中纳米二氧化硅应用最为广泛,已经成为许多研究者探究的热点,但还未见关于纳米二氧化硅影响水泥基材料流动性综述的报道。本文主要综述了粉体和溶胶两种纳米二氧化硅对水泥基材料流动性的影响、存在的问题及改性纳米二氧化硅对水泥基材料性能的影响,为今后进一步研究纳米二氧化硅改性水泥基材料提供依据。     

纳米微晶纤维素应用于水泥基材料研究综述

由于纳米微晶纤维素(nanocrystalline cellulose,NCC)具有高模量、极高长径比和大比表面积等特性,近几年来NCC在水泥基材料中的应用成为了研究前沿和热点。虽然NCC在水泥基材料中的应用研究还处于初级阶段,但却为改善水泥基材料性能提供了一个新的研究方向。本文综述了近几年国内外对NCC在水泥基材料中的应用研究,主要介绍了NCC在水泥基材料中的存在形式,及其对水泥基材料的流变性、水化、力学性能和耐久性的影响。最后,分析了NCC在研究中存在的问题,并对NCC今后的研究方向给出了可行性建议。     

Thaumasite sulfate attack in field and laboratory concretes: implications for specifications

The reported studies made on field elements affected by thaumasite sulfate attack are discussed, together with the reported laboratory performance of concrete and mortars immersed in sulfate solutions maintained at 5 °C. It is concluded that magnesium ions ingressing from groundwater or resulting from dedolomitization of an aggregate containing dolomite play a major role in increasing the risk of thaumasite attack and that attack can also arise from exposure to sulfuric acid bearing groundwaters, or sulfuric acid resulting from oxidation of pyrites within aggregates. Guidance is given on concrete qualities and materials to resist sulfate attack and thaumasite sulfate attack resulting from salts present in groundwater.     

混凝土硫酸盐侵蚀理论模型的研究现状及展望

综合评述了混凝土硫酸盐侵蚀理论模型的研究进展。首先总结了混凝土受硫酸盐侵蚀的劣化机理及存在的争议问题,着重介绍了两类硫酸盐侵蚀理论模型的最新研究进展,包括离子扩散反应,材料初始裂缝的影响,水泥石微观结构改变以及材料损伤演化等问题。对各模型的理论基础、适用条件及存在的不足进行了分析,并提出了硫酸盐侵蚀建模中需要考虑的关键问题。最后,对硫酸盐侵蚀理论模型今后的研究重点进行了展望。     

碳纳米管增强水泥基复合材料的自收缩及抗裂性能碳纳米管增强水泥基复合材料的自收缩及抗裂性能

水泥基材料的收缩开裂已经成为其破坏的一个主要原因,受到国内外关注,碳纳米管（CNTs）作为一种纳米纤维状材料,可能可以抑制水泥基材料收缩。本文将CNTs放入水中,经过超声处理分散后,形成CNTs分散液,设置不同的CNTs掺量将其掺入到水泥基材料中,通过波纹管实验及圆环试验对该种新型复合材料的自收缩及抗裂性能进行研究。结果表明:CNTs的掺入可以很大程度上抑制水泥基材料的自收缩,最高降低率可到40%以上,且明显提高了水泥基材料的抗裂性能。水灰比的增加会提高CNTs对水泥基材料收缩的抑制效果。当CNTs的掺量为0.1wt%时,可以获得最优效果。同时,CNTs的掺入不仅对水泥基材料自收缩有抑制作用,一定程度上也会抑制水泥基材料的干燥收缩。通过将CNTs掺入到建筑结构关键部分的水泥基材料中,可以提高建筑安全系数。      

Plant-based natural fibre reinforced cement composites: A review

The quest for sustainability in construction material usage has made the use of more renewable resources in the construction industry a necessity. Plant-based natural fibres are low cost renewable materials which can be found in abundant supply in many countries. This paper presents a summary of research progress on plant-based natural fibre reinforced cement-based composites. Fibre types, fibre characteristics and their effects on the properties of cement-based materials are reviewed. Factors affecting the fresh and hardened properties of cement-based composites reinforced with plant-based natural fibre are discussed. Measures to enhance the durability properties of cement-based composites containing plant-based natural fibres are appraised. Significant part of the paper is then focused on future trends such as the use of plant-based natural fibres as internal curing agents and durability enhancement materials in cement-based composites. Finally, applications and recommendations for future work are presented.