碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀研究综述

对当前国外碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的研究现状进行了综述,提出了一些有待研究的问题,呼吁国内加强这方面的调查与研究,探索防范碳硫硅钙石型腐蚀的措施。     

水泥基材料碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀

综述了水泥基材料碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的研究现状、腐蚀机理和主要影响因素.介绍了国内外发生碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的工程实例,探讨了预防碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀破坏的相关措施,提出了进一步研究的建议.     

碳硫硅钙石的化学定量分析

基于混凝土中含硫水化产物化学特性的差异,采用氯化钡和氯化钙溶液处理水泥水化浆体样品,将碳硫硅钙石（TSA）与其他含硫水化产物进行分离,进而测得TSA含量.结果表明：采用该方法测定的硫酸钠硫化钙单硫型水化硫铝酸钙（AFm）石膏钙矾石（AFt）TSA混合物中的TSA含量,平均准确率可达92%以上;用该法定量测试了浸泡于硫酸盐溶液中水泥净浆试件的TSA含量,其含量顺序为硫酸镁＞硫酸铝＞硫酸钠.由此可见,用该化学定量法定量碳硫硅钙石可行而且可靠.     

新疆永安坝混凝土的碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀

通过对新疆永安坝混凝土样品的扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析,结合永安坝所用原材料、所处地理环境和气候等特征,发现永安坝混凝土所遭受的腐蚀为碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀。这是在我国发现的首例碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀。文章还探讨了碳硫硅钙石的形成机理,提出了防止腐蚀的初步设想。     

甘肃陇南地区水泥基材料的碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀

对甘肃陇南地区的一栋典型砌体结构住宅的外墙砂浆和一座桥梁桥台处混凝土的腐蚀产物进行取样分析。该住宅和桥梁均在建成后的1~2年内遭到了腐蚀破坏,且破坏程度随时间增长而加剧。对样品进行FT-IR、XRD及Raman分析,结果显示,腐蚀产物中存在碳硫硅钙石晶体,即住宅外墙和桥梁发生了碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀,说明在该地区的地理及气候条件下,水泥基材料可发生碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀。     

水泥基材料中的碳硫硅钙石

主要介绍了碳硫硅钙石的组成与结构,分析鉴别方法以及水泥基材料中碳硫硅钙石的形成反应机理及其影响因素．     

水泥基材料在腐蚀环境中生成碳硫硅钙石的机理研究

为探索石灰石粉混凝土在低温硫酸盐环境下生成碳硫硅钙石的机理,将石灰石粉混凝土及采用硫铝酸盐水泥制备的水泥基胶凝材料分别浸泡于质量分数为10%的硫酸镁溶液和碳酸钠溶液中,进行抗压强度测试,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及红外光谱等微观试验手段,研究并分析了碳硫硅钙石的形成原因.结果表明:低温硫酸镁溶液中的石灰石粉混凝土抗压强度随浸泡时间的延长呈现先增长后减小的趋势,表面出现膨胀剥落现象,生成大量的二水石膏,发生膨胀腐蚀;碳酸钠溶液中的硫铝酸盐水泥基胶凝材料发生了泥化现象,其抗压强度随浸泡时间延长逐渐降低,内部水化产物钙矾石随浸泡时间延长逐渐减少,发生异相结晶转换生成碳硫硅钙石.混凝土中掺加石灰石粉并不是造成碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀(TSA)的主要因素,水泥基胶凝材料硬化体中的钙矾石长期处于含CO2-3环境中才会生成大量烂泥状的碳硫硅钙石,造成胶凝材料破坏.     

某隧道衬砌混凝土的碳硫硅钙石侵蚀试验分析

针对某隧道衬砌混凝土产生膨胀、剥落和软化的质量问题,通过对混凝土所用原材料、水文地质环境和气候条件的调查,结合原材料试验和腐蚀物的XRD相关数据,分析混凝土腐蚀过程以及侵蚀机理。研究表明,碳硫硅钙石侵蚀是引起混凝土腐蚀的主要原因,应引起高度重视。     

碳硫硅钙石对混凝土的破坏作用

阐述了碳硫硅钙石（thaumasite)的形成机理、形成条件及破坏机理。指出在低温环境下,当混凝土中存在C－S－H凝胶、碳酸盐、硫酸盐及充足的水时,混凝土中可形成碳硫硅钙石,使混凝土遭受破坏,并对此提出了预防措施。     

硫酸镁对碳硫硅钙石形成的影响

研究了硫酸镁对水泥基胶凝材料中碳硫硅钙石形成的影响。将水泥-石灰石粉净浆试件浸泡在5℃下,5%Mg SO4溶液中,观察试件侵蚀后的外观,并对腐蚀产物进行X射线衍射、红外光谱分析。结果表明,在5%Mg SO4溶液中,纯水泥净浆试件发生硫酸盐腐蚀,表面有白色物质生成,腐蚀产物以氢氧化镁、石膏和水化硅酸镁为主;水泥-石灰石粉净浆试件在5%Mg SO4溶液中发生碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀,随着时间的延长而日益严重,由表及里逐渐变为一种无胶凝性的烂泥状物质,腐蚀产物以碳硫硅钙石和石膏为主。硫酸镁能够加快碳硫硅钙石的形成速度。     

早期养护条件对水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的影响

研究了早期高湿度空气养护、水中标准养护及密封养护对水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的影响。采用X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等方法分析了水泥石经180 d硫酸盐侵蚀后的腐蚀产物。结果表明,早期高湿度空气养护,水泥石碳化生成的CaCO3填充于孔隙中,使表层结构更加致密,阻碍了SO42-等有害离子侵入,延缓了水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀过程。比较而言,早期密封养护,水泥水化不充分,水泥石内部缺陷相对较多,SO42-等有害离子容易侵入,水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀最为严重。     

水基材料碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀

介绍了水泥基材料碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀的研究进展,着重论述了碳硫硅钙石的组成结构、鉴定表征、形成机理、化学模型、劣化模型、碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀的预防措施,并指出目前研究中存在问题.     

碳硫硅钙石与钙矾石的微观区别

碳硫硅钙石和钙矾石有极其相似的结构,在微观程度上很难区分,因此本文主要介绍了碳硫硅钙石形成机理,以及碳硫硅钙石和钙矾石的微观结构组成,并依据碳硫硅钙石和钙矾石的形成机理介绍了扫描电镜、能谱分析、X衍射、傅里叶红外衍射、热分析、拉曼光谱以及同位素测定法等现代分析测试技术方法,用来微观鉴定碳硫硅钙石和钙矾石。     

混凝土中碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀研究综述

碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(简称TSA)通过化学反应实现对混凝土的破坏,破坏特点是将混凝土中内部胶凝材料通过化学反应变成没有凝结力的糊状白色粉末,以此破坏其使用性能。本文概述了混凝土TSA型硫酸盐侵蚀机理、发生条件和相应的预防措施,比较完整地总结了国内外混凝土TSA型侵蚀研究情况,并对今后的研究方向做出了展望。     

Ca~(2+)促进碳硫硅钙石的形成

采用Struble法合成碳硫硅钙石,研究了CaCl2,CaO以及Na2SO4,Na2CO3对碳硫硅钙石形成的影响,并用红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)分析了不同龄期的生成产物.结果表明:CaCl2和CaO均能提高碳硫硅钙石形成的速率,且CaCl2的加速效果更明显;碳硫硅钙石的形成速率随Ca2+含量的增加而增大,提高Na2SO4和Na2CO3的含量并不能显著加速碳硫硅钙石的形成;硅酸盐中的硅氧四面体向碳硫硅钙石中的硅氧八面体的转变是碳硫硅钙石形成反应的速率控制步骤,Ca2+可提高碳硫硅钙石形成过程中硅氧八面体过渡态的稳定性并促进其形成,从而提高了碳硫硅钙石的生成速率.因此,可通过降低Ca2+含量来减缓碳硫硅钙石的生成.     

粉煤灰对碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀的影响

用粉煤灰等质量替代20%,30%,50%水泥后,将水泥石灰石粉粉煤灰净浆样品置于（5±2）℃的10%（质量分数）硫酸镁溶液中15个月,加速碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀（TSA）.对腐蚀产物进行了红外光谱定性分析和X射线衍射定量分析,通过灰色关联分析研究了粉煤灰对TSA的影响.结果表明：粉煤灰对水泥基材料的TSA影响与其组成、掺量及细度等因素有关;粉煤灰活性指数对碳硫硅钙石形成影响最大,可作为筛选粉煤灰预防TSA破坏的指标;活性指数大于80%的粉煤灰,其掺量达到50%时可显著改善水泥基材料的抗TSA性能.     

碳硫硅钙石的形成及其对混凝土性能的影响

研究了石灰石粉对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响．石灰石粉取代水泥用量为0,20％,40％．180d浸泡试验表明：石灰石粉掺量越高,侵蚀溶液温度越低,混凝土遭受硫酸盐侵蚀破坏的程度越严重;掺石灰石粉的混凝土在0～10℃的条件下可引起碳硫硅钙石类型的硫酸盐侵蚀破坏．     

水泥基材料中碳硫硅钙石形成的热力学分析

针对水泥基材料中形成碳硫硅钙石的溶液直接反应机理和硅钙矾石转变机理,建立了热力学模型;由热力学模型得出的数据表明,碳硫硅钙石在0~25℃时可通过溶液直接反应来生成;5℃下钙矾石可与C-S-H凝胶、碳酸钙、石膏和水生成硅钙矾石固溶体,但不能生成碳硫硅钙石晶体,而且硅钙矾石固溶体的生成比碳硫硅钙石通过溶液直接反应生成更为容易.由溶液直接反应生成碳硫硅钙石的焓变数据表明其反应为吸热反应,平衡常数随温度的升高而降低;低温有利于碳硫硅钙石的形成.     

水泥基材料中碳硫硅钙石的测试方法及研究进展

在一定温度和湿度条件下、当环境中存在SO42-和CO32-时,水泥基材料构成的结构会遭受这些因素的协同作用而发生碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(TSA)。由于碳硫硅钙石(TF)的晶体结构与二次钙矾石(AFt)非常相似,并常以固溶体的形式存在于被腐蚀区域难以分辨。为此,区分和研究固溶体中碳硫硅钙石的存在及发展,对于研究水泥基材料的硫酸盐侵蚀、确保建筑结构的耐久性具有重要的指导意义。本文综述了用于检验和鉴别受腐蚀混凝土中碳硫硅钙石的测试方法的研究进展。     

碱矿渣水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀性能

研究了外掺10%(质量分数)石粉的普通硅酸盐水泥石和以水玻璃为碱组分的碱矿渣水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀(TSA)性能及硅灰和粉煤灰对水玻璃-矿渣水泥石抗TSA性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)等方法分析了水泥石在(5±2)℃,5%(质量分数)MgSO4溶液中浸泡4a的腐蚀产物,并通过压汞法测试了硬化碱矿渣水泥石的孔结构.结果表明:普通硅酸盐水泥石在试验条件下发生了典型的TSA,水玻璃-矿渣水泥石仅受到轻微的石膏型硫酸盐腐蚀,未发生TSA;硅灰等质量取代10%矿渣及粉煤灰等质量取代20%,40%矿渣的试件几乎未受到硫酸盐腐蚀.水玻璃-矿渣水泥石抗TSA性能较好的原因主要是该水泥体系水化产物为低碱度水化硅酸钙,且孔结构优良.