制革排污管盐结晶区混凝土硫酸盐侵蚀的研究

基于对制革工业园排污混凝土管破坏特征的现场调查和对混凝土的微观形貌及腐蚀产物的测试分析,探讨了污水对制革排污管混凝土的硫酸盐侵蚀破坏机理.结果表明,埋于地下的排污混凝土管,污水含有的硫酸盐对管内壁混凝土为半浸泡的盐侵蚀作用,内壁混凝土受化学腐蚀与物理侵蚀的双重复合作用.污水对管壁混凝土的化学腐蚀主要是低SO₄^2-浓度下的钙矾石型侵蚀 (EA),碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀 (TSA),高钙硅比C-S-H凝胶向低钙硅比C-S-H凝胶转化,钙矾石和碳硫硅钙石向石膏转化等.物理结晶侵蚀劣化则与盐的种类,环境温湿度及变动情况,混凝土的渗透性等因素相关.     

水泥基材料的硫酸盐侵蚀

水泥基材料的硫酸盐侵蚀是其耐久性研究的一个重要方面.钙矾石、石膏以及碳硫硅钙石的生成是水泥基材料硫酸盐侵蚀的主要破坏形式,水泥基材料的化学成分和内部孔隙结构以及外界环境的硫酸盐浓度决定了水泥基材料的硫酸盐侵蚀类型.本文分析了水泥基材料在硫酸盐环境下钙矾石、石膏以及碳硫硅钙石的形成条件和机理,比较了各自硫酸盐侵蚀类型的主要破坏形式.     

超高性能海水海砂混凝土的硫酸盐腐蚀破坏机理研究

使用海水和海砂制备超高性能混凝土，并以淡水河砂制备的超高性能混凝土进行对比。在开展硫酸盐侵蚀作用下腐蚀破坏规律研究的基础上，采用压汞法、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪技术揭示了两种混凝土在硫酸盐侵蚀作用下的损伤机制并总结了其损伤机理。随着硫酸盐侵蚀的发展，混凝土表层的水泥石与Mg²⁺和SO₄²-反应生成钙矾石以及石膏等硫酸盐腐蚀产物，大量腐蚀产物的出现一方面消耗了Ca(OH)₂和C-S-H凝胶等水化产物，另一方面使混凝土表面的水泥石失去强度和胶结力，进而出现脱落的现象。混凝土表层的溶蚀，暴露出了位于表层区域的集料和钢纤维，钢纤维接触到环境中的H₂O发生了锈蚀。随着硫酸盐腐蚀的进行，暴露在环境中的混凝土表面进一步加快了AFt以及石膏等硫酸盐腐蚀产物的生成，造成失去强度的砂浆与混凝土表面的钢纤维一起脱落，暴露出内部并形成新的混凝土外表面。区别于传统的3种硫酸盐腐蚀破坏形式，超高性能混凝土的硫酸盐腐蚀破坏形式更加复杂，但这些破坏特征均只发生在混凝土表层毫米级的范围内，混凝土内部...     

不同养护条件下化学激发钢渣的强度与体积稳定性

通过力学性能测试和线性收缩率测定等研究了不同养护条件下化学激发钢渣胶凝材料的强度和体积稳定性,使用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等分析了水化产物的微观结构对其宏观性能的影响机理。结果表明:自然养护条件下的化学激发钢渣试块因干燥收缩而出现开裂,致使其强度较低;在标准养护与蒸汽养护条件下的试块体积变形表现为微膨胀,二者均表现出较高的强度。其中,蒸汽养护加速了钢渣在化学激发下的反应进程,提高了其早期的水化程度,促进了水化产物C-S-H(I)与C-A-S-H凝胶生成,从而使化学激发钢渣试块表现出更高的早期强度。     

不同环境中矿物掺合料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究进展

硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性研究的热点之一。矿物掺合料的掺人改变混凝土内部的组成,细化了混凝土的孔结构,对混凝土抗硫酸盐侵蚀起着重要作用。掺合料的化学组成、细度、掺量等对混凝土抗硫酸盐侵蚀均有很大的影响。外界腐蚀环境的不同,矿物掺合料混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能也有显著的差别。大量的研究表明,在连续浸泡的硫酸盐溶液中,矿物掺合料只要掺量适当能够提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。在干湿循环与硫酸盐溶液共同作用下,矿物掺合料混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力有所争议,有些研究表明矿物掺合料能够提高干湿循环条件下混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力;然而有些研究结果却呈现相反的结论,这需要进一步探索。     

电阻率法阐释混凝土早龄期微观特征演变规律（英文）

研究采用电阻率法,深入揭示和阐释了早龄期混凝土微观结构由于其凝胶特性所导致的独特的演变规律。考虑到混凝土中凝胶孔的可连通性,建立了适用于表征混凝土电阻率和微观特征参数相关关系的修正阿尔奇公式,并基于此研究阐释了混凝土早龄期有效孔隙率φ_(eff)迂曲度a的演变规律。以电阻率变化率曲线上的P_2点为分界点,将混凝土早龄期微观特征演变过程划分为有效孔隙率φ_(eff)空制和迂曲度a控制两个阶段。其中,迂曲度a控制阶段的产生是由于主要水化产物C-S-H凝胶形成过程中密实度和内聚力不断增加的结果。这也揭示了胶凝体的凝胶特性在混凝土微观结构演变过程中的决定性作用。迂曲度开始上升关键点发生的时刻标志着由凝胶体内部密实过程占主导地位的微观特征演变第二阶段的到来。在1 d龄期之后,C-S-H凝胶的内部密实将逐步取代孔隙率下降因素而成为混凝土力学性能增长的主要微观根源。     

浅谈有害骨料对混凝土强度的影响

众所周知，某些成分的骨料可以和水发生化学反应，使混凝土的化学成分及物理力学性质发生变化，从而降低强度，使混凝土遭到破坏，这种骨料称为有害骨料。下面针对碱硅反应和硫酸盐骨料侵蚀，从反应现象、机理、影响因素等方面，谈谈有害骨料对混凝土强度的影响及采取的预防措施。     

西部地区水工混凝土长期腐蚀产物与腐蚀机理

对西部某水坝廊道运行6年的混凝土受腐蚀状况进行调研、取样,采用XRD、SEM、EDAX和激光Raman光谱等方法进行分析.结果表明,低温、高湿、硫酸盐和碳酸盐长期共同作用下混凝土的腐蚀产物是由硅灰石膏、钙矾石、石膏和方解石组成的一种稀泥状混合物.证实了在我国西部水工环境下混凝土可能发生TSA硫酸盐侵蚀,并探讨了这种侵蚀的发生机理.     

利用热闷钢渣制备低收缩铁路轨枕混凝土

研究了掺入热闷钢渣微粉对铁路轨枕混凝土力学性能、自收缩和水化产物的影响。结果表明:钢渣微粉的掺入对抑制铁路轨枕混凝土的自收缩具有明显的效果。当钢渣微粉掺量为胶凝材料20%时,所制备的轨枕混凝土28 d自收缩值仅为未掺加钢渣混凝土的38.79%。XRD、FT-IR和FE-SEM分析表明:热闷钢渣中所含的少量较惰性的死烧游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁(f-MgO)的水化膨胀,是抑制轨枕混凝土自收缩的主要膨胀源。经超细粉磨的钢渣掺入混凝土后,f-CaO和f-MgO相在混凝土中高度分散,其水化膨胀对混凝土强度无破坏作用;在混凝土硬化的中后期,体系中钙矾石(AFt)和C-S-H凝胶的协同生长,抑制了轨枕混凝土的自收缩并提高了力学性能。     

溶胶-凝胶结合耐火浇注料抗CO侵蚀性能研究

研究了新型溶胶．凝胶结合耐火浇注料的抗CO侵蚀性能，同时也与传统的水泥结合耐火浇注料进行了对比试验，并从侵蚀前后的表观特征、理化性能和微观结构等多方面探讨了其CO侵蚀作用机理。结果表明，浇注料中的铁氧化物含量，CO气氛的浓度等多种因素决定了CO侵蚀反应的强度。而在同等实验条件下，溶胶-凝胶结合耐火浇注料的抗CO侵蚀性能要大大优于水泥结合的耐火浇注料，因此是替代传统浇注料的理想材料。     

钢渣矿渣水泥性能的研究

以钢渣、矿渣、水泥熟料为主要原料,并掺入少量激发剂,成功制备了高强、高钢渣掺量的钢渣水泥。探讨了激发剂、熟料掺量、钢渣掺量对钢渣水泥性能的影响。并通过SEM、XRD分析了激发剂对钢渣水泥水化产物及水泥石微观结构的影响。结果表明:激发剂显著提高了钢(矿)渣的活性,从而大幅度提高了钢渣水泥的早期性能。掺加激发剂后,钢渣水泥3d抗压强度可增加119.7%,激发剂对水泥水化产物的种类影响不大。与硅酸盐水泥相比,钢渣水泥浆体中C-S-H凝胶和AFt晶体含量明显增多,Ca(OH)2晶体含量显著降低。     

膨胀石膏型解决锌合金模具收缩的研究

研究表明：纯β型半水石膏在养护和烘干条件下能产生最大膨胀率为０４００％的微膨胀;高铝水泥适合作石膏型膨胀材料;确定了用于补偿锌合金收缩的膨胀石膏型材料的组分及较优配比。研究了膨胀石膏型的膨胀规律、抗压强度和膨胀机理,生成钙矾石是高铝水泥石膏型产生膨胀的主要动因。用所开发的膨胀石膏型浇铸制作肥皂盒的锌合金模具,较好地解决了锌合金的凝固收缩问题。     

混凝土抗硫酸盐侵蚀试验的一种新方法

提出了一个测定混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的新方法。采用这种方法对超高强混凝土的抗化学腐蚀性能进行了试验，并和普通混凝土进行了对比。发现用一般硅酸盐水泥配制的超高强混凝土虽然在抵抗化学侵蚀能力方面比普通混凝土有所提高，但由于化学组成上的原因，它对高浓度的(NH4)2SO4等化学介质也难以抵抗。     

疲劳荷载作用下道路混凝土硫酸盐侵蚀及防护

目的解决疲劳荷载作用下道路工程结构混凝土硫酸盐侵蚀破坏严重的问题。方法采用自主研发的腐蚀疲劳试验装置,通过化学分析及强度测试,研究荷载类型(交变荷载和持续荷载)、硫酸盐种类(Na2SO4和Mg SO4)、硫酸盐浓度(5%和10%(均为质量分数)的Na2SO4)、应力水平(20%、40%和60%)、水灰比(0.35、0.38)对道路混凝土腐蚀龄期为180 d时的硫酸根离子分布及强度变化的影响规律;同时,采用硅烷对混凝土进行表面涂覆,对其抗疲劳腐蚀性能进行测试。结果承受腐蚀疲劳的道路混凝土表层的硫酸根离子侵入速度是承受持续荷载的试件的1.43倍。在腐蚀疲劳作用下,当硫酸盐浓度提高1倍时,混凝土表层硫酸根离子侵蚀速度提高近1倍;应力水平由0.2提高至0.6时,表层硫酸根离子质量分数由2.51%提高至4.62%;水灰比由0.38降至0.35时,表层硫酸根离子扩散速度降低17%。由于硫酸镁腐蚀生成的Mg(OH)2溶解度很低,混凝土表层硫酸镁腐蚀速度是硫酸钠的70%。此外,涂覆硅烷的混凝土抗弯拉系数较未涂覆试件提高了近40%。结论疲劳荷载加剧了混凝土中硫酸盐的侵蚀。在腐蚀疲劳环境中,可采用适当降低水灰比、硅烷涂覆表面的方法提高混凝土抗硫酸根离子侵蚀能力,延长混凝土服役周期。     

桥梁混凝土防护用聚脲涂层耐硫酸盐腐蚀研究

桥梁混凝土在使用过程中会受到硫酸盐的侵蚀,涂层防护是混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的有效方法。本文研究了无缺陷和有缺陷聚脲涂层混凝土在硫酸盐腐蚀环境下质量、抗折强度以及抗压强度随腐蚀龄期的变化规律,并采用扫描电镜（SEM）法研究其表观形貌的变化。研究结果显示：无缺陷涂层混凝土在80g／L的硫酸钠溶液中加速腐蚀后,其质量基本不变。有缺陷涂层混凝土质量前30d增加最多,增加了1．15％,之后变化不大;有缺陷涂层试块早期强度会出现比无缺陷涂层试块高的情况,120d时,有缺陷涂层试块的抗压强度比无缺陷涂层试块高5．63MPa,但150d时,无缺陷涂层试块的强度比有缺陷涂层试块高5．45MPa。说明有缺陷涂层试块因腐蚀介质进入试块内部与水化产物发生反应,引起强度和质量的短暂的增加,随着腐蚀的进一步加强,其质量变化不大,强度反而下降;SEM研究发现,腐蚀只在涂层表面局部区域产生,而涂层表面形貌和结构形态均未发生明显变化。以上研究表明,聚脲涂层能够很好的抑制硫酸盐对混凝土的腐蚀,但涂层缺陷会影响其抑制作用。     

碱激发化学结合陶瓷的反应机理

采用水玻璃激发高炉粒化矿渣,制备出了强度等级达到水泥52.5的化学结合陶瓷,并研究其反应机理.X射线衍射分析及扫描电镜分析表明,主要反应产物有C-S-H无定形凝胶、水化钙铝黄长石、水化铝酸钙、钠长石等,其中C-S-H与硅酸盐水泥相比,不仅C/S低,而且碱含量较高.结合体系pH值与反应热的测定分析认为:水玻璃的掺入,OH-离子迅速从高炉粒化矿渣表面产生激发作用,打破高炉粒化矿渣玻璃体的Si-O及Al-O键,加速Si~(4+)、Al~(3+)、Ca~(2+)离子的溶解,反应过程通过诱导前期、诱导期、加速期、稳定期、2次加速期、2次稳定期等阶段完成.     

涂料防腐蚀与涂装：第六讲 钢筋混凝土结构的腐蚀与涂料防护

钢筋混凝土、素混凝土结构的防护,是化工行业建筑防护的重要课题,市政建设桥梁、高架道路等钢筋混凝土结构表面也有保护与装饰的内容。化工行业对建筑防护的认识是以化工生产车间建筑结构屋架、承重梁腐蚀至开裂,钢筋外露,乃至车间建筑报废这样沉痛教训换来的。钢筋混凝土的腐蚀除了混凝土的物理性的冻融,结晶膨胀造成钢筋的锈蚀外,还有化学介质因素形成的腐蚀其形态可分为先裂后蚀与先蚀后裂两类。1 化学介质腐蚀1.1 硫酸盐水溶液的腐蚀钠盐水溶液与混凝土石灰质反应生成硫酸钙后,其克分子体积由33.2cm~3膨胀至74.2cm~3;如再与水化铝酸钙作用,生成硫酸铝酸钙,其克分子体积由369cm~3变为715cm~3,使体积又膨胀一倍。每次反应固相体积都为原来的一倍多,结晶膨胀造成孔隙内壁受压,混凝土结构遭到破坏。体积膨胀愈大,破坏力愈强,为先裂后蚀的典型形态。     

钢筋混凝土构件的加固防护

对于腐蚀破坏的钢筋混凝土构件进行加固并改善耐腐蚀性能,必须寻找一种强度适当、密实性优良、与混凝土基层粘接力较高、耐蚀性较好、施工又比较方便的材料。实践表明,选择耐蚀性较好的氯丁胶乳水泥砂浆是非常理想的。 氯丁胶乳水泥水化时,胶乳失水发生胶凝,在胶乳水泥砂浆内形成均匀的互为相连的聚合物胶膜。该胶膜有较好的弹性,可承受一定的变形,使水泥水化物的内应力降低,减少产生微裂缝可能性,从而限制了微裂缝的生成及蔓延,并起着防止腐蚀性气体渗入的密封作用。与普通水泥水化物相比较,氯丁胶水泥抗渗透压强度和抗折强度明显提高见表1,它的抗渗性好、强韧而略有弹性,能抗一定的冲击力,不易开裂和剥     

低温烧结蚌壳改性粉煤灰水泥基材料水化机理分析

鉴于粉煤灰和废弃蚌壳对环境的污染,研究了将二者复合用作水泥砂浆掺合料的可行性.通过对蚌壳进行研磨过筛处理,粒度控制在124 μm左右,对比分析了不同温度烧结后蚌壳粉与室温蚌壳粉对水泥砂浆性能的影响,确定了蚌壳的适宜烧结温度和掺量.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重-差热分析(TG-DTA)等手段对烧结后蚌壳粉改性砂浆水化机理进行了深入分析.研究表明:磨细蚌壳粉经850～900℃烧结后,掺量为3％时对粉煤灰水泥基材料的激发作用最显著,能促进水泥复合胶凝体系的水化,生成大量水化硅酸钙凝胶(C-S-H)和钙矾石(AFt)等水化产物,蚌壳粉改性水泥砂浆的3d、28 d抗压强度较空白砂浆均有所提高,改性后水泥砂浆具有良好的力学性能.     

含镁铝尖晶石的铝酸钙水泥的水化过程研究

采用XRD半定量法及扫描电镜显微分析,表征新型含镁铝尖晶石的铝酸钙水泥(CMA)水化过程的物相演变及显微形貌,并结合电导率法分析研究了传统铝酸钙水泥(CAC)与CMA水泥水化过程的异同。结果表明:CMA与CAC水泥水化过程相似,首先生成CAH10与C2AH8,最后逐渐转变为C4Ac H11与C3AH6;与CAC水泥相比,CMA水泥水化初期及水化加速期进行较快,但诱导期、减速期及稳定期较慢;CMA与CAC水泥的各水化产物形貌接近,但水化产物数量略少且尺寸略小,在CMA水泥水化产物周围分布着细小的镁铝尖晶石颗粒。