硫酸盐对混凝土耐久性的影响
硫酸盐对混凝土影响研究现状
硫酸盐对混凝土影响研究现状
硫酸盐对混凝土具有较大影响,已有大量研究表明其损害机理主要是由硫酸离子侵蚀和反应引起的。
硫酸盐侵蚀会导致混凝土内部筋材锈蚀、水泥基质的溶解和破坏,从而严重影响混凝土的力学性能和耐久性。
目前研究表明,硫酸盐的侵蚀主要与混凝土中氯离子含量、孔隙度、水泥种类、水胶比、龄期等因素有关。
研究发现,当氯离子含量较高时,混凝土会更易受到硫酸盐的侵蚀;孔隙度越大,混凝土受硫酸盐的损害越显著;采用高硫铁酸盐水泥和矿渣水泥制作的混凝土抗硫酸盐腐蚀性能较好。
为了提高混凝土的耐久性,在混凝土的生产和施工中,应该尽可能降低硫酸盐的含量,采用减少孔隙度和增加硬度的方法来提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
此外,加强养护和维护管理也是有效提高混凝土耐久性的关键措施。
混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能
混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能混凝土是一种常用的建筑材料,其抗硫酸盐侵蚀性能对于保证建筑物的持久性和可靠性至关重要。
硫酸盐的侵蚀会引起混凝土的溶解和破坏,因此研究混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能具有重要的实际意义。
本文将探讨混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能以及影响这一性能的主要因素。
一、混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能是指混凝土在硫酸盐溶液中长期使用后的耐久性能。
一般来说,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能的好坏取决于混凝土材料的配比、密实性、硫酸盐浓度等因素。
1. 配比:合理的混凝土配比是保证混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的重要保障。
适当调整水泥、矿物掺合料和骨料的比例,确保混凝土的强度和耐久性,对于提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能具有重要作用。
2. 密实性:混凝土的密实性对其抗硫酸盐侵蚀性能有显著影响。
密实的混凝土可以减少硫酸盐侵蚀介质的渗透,从而降低混凝土的侵蚀速率。
因此,在混凝土的施工和养护过程中,要采取一系列措施,如振捣、防渗透剂的使用等,保证混凝土的密实性。
3. 硫酸盐浓度:硫酸盐溶液的浓度是混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的重要影响因素。
一般来说,硫酸盐浓度越高,对混凝土的侵蚀速度越快。
因此,在应用中,要根据具体情况选择合适的硫酸盐浓度,以保证混凝土的持久性能。
二、影响混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的主要因素1. 混凝土本身的性质:水泥的种类、矿物掺合料的种类和掺量、骨料的种类和粒径等混凝土的组成对其抗硫酸盐侵蚀性能有重要影响。
例如,选用硅酸盐水泥和高活性粉煤灰作为矿物掺合料,可以显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 环境因素:环境温度、湿度和硫酸盐浓度等因素也会对混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能产生影响。
高温和高湿度条件下,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能通常较差;而低温和较低湿度条件下,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能较好。
3. 养护条件:混凝土的养护条件对其抗硫酸盐侵蚀性能也有一定影响。
养护期间,要保持适宜的湿度和温度,以确保混凝土的持久性能。
同时,防止混凝土表面的开裂和脱落也是提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的关键。
海水浸泡对混凝土耐久性的影响研究
海水浸泡对混凝土耐久性的影响研究一、前言混凝土作为一种常见的建筑材料,其耐久性一直是人们关注的焦点。
海水浸泡是混凝土常见的外部环境之一,在海洋工程、海岸防护等领域得到广泛应用。
本文旨在对海水浸泡对混凝土耐久性的影响进行研究。
二、海水浸泡对混凝土的影响1. 海水中的化学成分海水中含有大量的氯离子、硫酸盐离子、镁离子等化学成分,这些成分会对混凝土产生不同程度的影响。
(1)氯离子的影响氯离子是海水中含量最高的离子之一,它会通过渗透作用进入混凝土内部,与水泥中的氢氧化钙反应生成氯化钙,导致钢筋锈蚀、混凝土开裂、强度降低等问题。
(2)硫酸盐离子的影响硫酸盐离子会与混凝土中的水泥反应生成硫酸钙,导致混凝土的体积膨胀,引起开裂、强度降低等问题。
(3)镁离子的影响镁离子会与混凝土中的水泥反应生成镁水泥石,导致混凝土的强度降低。
2. 海水中的生物作用海水中含有各种微生物、海藻、贝类等生物,它们会在混凝土表面和内部形成生物膜、海藻、贝壳等附着物,导致混凝土表面粗糙、表面和内部孔隙增加、强度降低等问题。
3. 海水中的物理作用海水中的潮汐、波浪、冲刷等物理作用会对混凝土产生不同程度的影响,如引起表面剥落、开裂、强度降低等问题。
三、混凝土耐久性评价方法1. 混凝土压缩强度混凝土的压缩强度是评价其耐久性的重要指标之一,可以通过试验方法进行测量。
2. 混凝土渗透性混凝土的渗透性是其耐久性的重要指标之一,可以通过试验方法进行测量。
3. 混凝土抗渗性混凝土的抗渗性是其耐久性的重要指标之一,可以通过试验方法进行测量。
4. 混凝土表面硬度混凝土表面硬度是评价其耐久性的重要指标之一,可以通过试验方法进行测量。
四、混凝土耐久性改善方法1. 混凝土配合设计通过优化混凝土的配合设计,减少水灰比、增加掺合料含量等方法,可以提高混凝土的耐久性。
2. 防护措施在混凝土表面施加防水材料、防腐涂层等措施,可以有效提高混凝土的耐久性。
3. 混凝土维修加固对受损的混凝土进行维修加固,可以恢复其耐久性。
混凝土施工中混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的质量验收和规范
混凝土施工中混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的质量验收和规范混凝土是一种常见而重要的建筑材料,用于各种工程中,如房屋、桥梁、道路等。
在某些环境条件下,如工业区、化学厂等,混凝土会受到硫酸盐侵蚀的影响,导致混凝土的强度和耐久性下降。
因此,在混凝土施工中,对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能进行质量验收和规范是非常重要的。
一、混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的定义和评价方法混凝土抗硫酸盐侵蚀性能指的是混凝土在硫酸盐侵蚀环境下的稳定性和耐久性。
常用的评价方法包括试块浸泡法、试块悬挂法和试块浸泡干燥法。
通过浸泡试验可以评估混凝土在硫酸盐侵蚀环境中的性能,并根据评价结果确定混凝土的合格程度。
二、混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的质量验收标准混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的质量验收标准应符合相关的国家和地方标准。
例如,根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》,混凝土在硫酸盐侵蚀环境下的性能应满足一定的要求,如抗硫酸根离子的渗透深度限制、抗压强度损失和体积损失的限值等。
严格按照质量验收标准进行检测和评估,可以确保混凝土在硫酸盐侵蚀环境中的性能达到要求。
三、混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的规范要求为保证混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,施工过程中应注意以下规范要求:1. 混凝土配合比的设计:混凝土配合比应合理设计,控制水胶比、水灰比和使用掺合料等,以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 硬化养护措施:严格按照养护规范,对混凝土进行充分的湿养护,以确保混凝土的早期强度发展和良好的硬化效果。
3. 混凝土施工过程中的控制措施:在施工过程中,要注意控制混凝土浇筑的温度、湿度和坍落度等,以保证混凝土的质量和稳定性。
4. 使用抗硫酸盐掺合料:在混凝土配合中加入一定比例的抗硫酸盐掺合料,可以有效提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
5. 定期检测和维护:在混凝土施工完毕后,应定期检测混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,并根据检测结果进行相应的维护和修复工作,以确保混凝土的长期稳定性和耐久性。
综上所述,混凝土施工中混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的质量验收和规范是非常重要的。
混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法
混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法标题:混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法引言:混凝土是现代建筑中广泛使用的重要建材之一,但在某些情况下,混凝土表面会遭受到硫酸盐的侵蚀,导致结构衰败和损害。
本文将深入探讨混凝土中硫酸盐侵蚀的原理,以及一些有效的防治方法。
一、硫酸盐侵蚀的原理1. 混凝土中的硫酸盐来源1.1 大气中的硫化物:例如来自大气污染物的二氧化硫,会在空气中与水反应生成硫酸根离子。
1.2 地下水和土壤中的硫酸盐:地下水和土壤中的硫酸盐通常来自含有硫酸盐的酸性岩石,或者是由人为原因引起的,如污水渗入土壤或含硫污染物的倾倒。
2. 硫酸盐对混凝土的侵蚀作用2.1 硫酸盐与水反应:硫酸盐在混凝土中与水反应生成硫酸,使混凝土中pH值下降,同时释放出大量的氢离子。
2.2 硫酸离子的腐蚀作用:硫酸离子对混凝土中的水化产物、钙铝硅酸盐胶凝材料和钢筋等产生腐蚀作用,导致混凝土的体积膨胀、强度降低,进而引发开裂、剥落和结构损坏。
二、混凝土中硫酸盐侵蚀的分类为了更好地认识混凝土中硫酸盐侵蚀的特点和严重程度,我们将其分为三个等级:1. 轻度硫酸盐侵蚀:混凝土表面出现轻微腐蚀现象,无明显损害。
2. 中度硫酸盐侵蚀:混凝土表面出现腐蚀现象,开裂和表面剥落明显,并且强度降低。
3. 重度硫酸盐侵蚀:混凝土表面严重腐蚀,大面积剥落和破坏,失去正常的结构强度。
三、混凝土中硫酸盐侵蚀的防治方法1. 选用合适的混凝土配方:在混凝土原材料中添加硫酸盐抑制剂,合理调整水灰比和骨料的优选,以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 表面保护措施:2.1 表面涂层:使用耐酸碱的涂层材料,如环氧树脂、聚氨酯等,形成一层防护膜,防止硫酸盐的进一步侵蚀。
2.2 防水材料:混凝土表面涂覆防水材料,减少水的渗透,以降低硫酸盐的侵蚀。
3. 抗渗措施:3.1 高性能混凝土:采用高抗渗混凝土,减少水分渗透,降低硫酸盐的侵蚀。
3.2 改善混凝土工艺:优化混凝土制作和施工工艺,减少混凝土产生裂缝的可能性,避免硫酸盐通过裂缝侵蚀混凝土。
混凝土中化学反应对力学性能的影响研究
混凝土中化学反应对力学性能的影响研究一、引言混凝土是现代建筑中最常用的材料之一,它的力学性能对建筑物的性能和寿命至关重要。
然而,混凝土中的化学反应对其力学性能产生了很大的影响。
因此,了解混凝土中的化学反应对其力学性能的影响,对于混凝土的设计、施工和维护都具有重要的意义。
二、混凝土中的化学反应混凝土中的化学反应包括水泥水化反应、碱-骨料反应和硫酸盐反应等。
1. 水泥水化反应水泥是混凝土中最主要的成分之一,它与水发生水化反应,产生硬化的水泥石。
这个过程是一个非常复杂的化学反应,包括凝胶化反应和晶体化反应。
在这个过程中,会产生大量的热量,并且产生水泥石的强度和稳定性。
2. 碱-骨料反应碱-骨料反应是指在含有碱性物质的混凝土中,碱性物质与某些骨料中的硅、铝等元素发生反应,形成一种具有膨胀性的物质。
这种物质会导致混凝土的体积膨胀,从而影响混凝土的力学性能。
3. 硫酸盐反应硫酸盐反应是指硫酸盐与混凝土中的某些成分发生反应,产生一种具有膨胀性的物质。
这种物质会导致混凝土的体积膨胀,从而影响混凝土的力学性能。
三、混凝土中化学反应对力学性能的影响混凝土中的化学反应对其力学性能产生了很大的影响,具体包括以下几个方面:1. 强度水泥水化反应是混凝土中最主要的化学反应之一,它是混凝土中产生强度的关键过程。
水泥水化反应的结果是产生水泥石,这种水泥石具有很高的强度和稳定性。
因此,水泥水化反应对混凝土的强度产生了很大的影响。
2. 耐久性碱-骨料反应和硫酸盐反应都会导致混凝土的体积膨胀,从而影响混凝土的耐久性。
碱-骨料反应会导致混凝土的龟裂和脱落,从而影响混凝土的耐久性。
硫酸盐反应会导致混凝土的体积膨胀和龟裂,从而影响混凝土的耐久性。
3. 可塑性和变形性混凝土中的化学反应会对其可塑性和变形性产生影响。
水泥水化反应会导致混凝土的硬化,从而影响混凝土的可塑性和变形性。
碱-骨料反应和硫酸盐反应会导致混凝土的体积膨胀和龟裂,从而影响混凝土的可塑性和变形性。
混凝土耐久性评估方法
混凝土耐久性评估方法混凝土是一种常见的建筑材料,其耐久性对于保障建筑物的使用寿命具有至关重要的作用。
而混凝土的耐久性评估方法能够帮助我们准确判断混凝土材料的长期性能和使用寿命。
本文将介绍几种常见的混凝土耐久性评估方法。
一、物理性能测试物理性能测试是混凝土耐久性评估中最常用的方法之一。
该方法通过对混凝土材料的密度、抗压强度、吸水性等指标进行测试,来判断混凝土的耐久性。
常见的物理性能测试方法包括:1. 密度测试:使用密度计或气排水法测试混凝土的密度。
密度越大,混凝土越耐久。
2. 抗压强度测试:通过在混凝土试样上施加压力来测试混凝土的抗压强度。
抗压强度越高,混凝土的耐久性越好。
3. 吸水性测试:将混凝土试样浸泡在水中,观察其吸水量。
吸水量越小,混凝土越耐久。
二、化学性能测试化学性能测试通常用于评估混凝土中可能存在的化学侵蚀问题。
常见的化学性能测试方法包括:1. pH值测试:测试混凝土水化后的pH值,即混凝土的碱度。
碱度越高,混凝土越耐久。
2. 氯离子含量测试:测试混凝土中氯离子的含量,高氯离子含量会导致混凝土腐蚀,降低耐久性。
3. 硫酸盐含量测试:测试混凝土中硫酸盐的含量,高硫酸盐含量会导致混凝土腐蚀,降低耐久性。
三、热循环实验热循环实验是评估混凝土耐久性的一种常用方法。
该方法通过将混凝土试件置于不同温度的环境中,进行多次循环加热和冷却,观察混凝土的性能变化。
热循环实验可以模拟混凝土在不同温度下的膨胀和收缩情况,从而评估混凝土的耐久性。
四、电化学测试电化学测试是评估混凝土耐久性的一种先进方法。
该方法通过测量混凝土试件中的电流、电压等参数,来评估混凝土的腐蚀程度和耐久性。
电化学测试可以准确判断混凝土中钢筋的腐蚀情况,对混凝土的耐久性评估具有重要意义。
综上所述,混凝土耐久性评估方法涵盖了物理性能测试、化学性能测试、热循环实验和电化学测试等多个方面。
通过这些方法的综合应用,可以准确评估混凝土材料的耐久性和使用寿命,为建筑物的设计和维护提供科学依据。
混凝土的抗硫酸盐侵蚀
混凝土的抗硫酸盐侵蚀混凝土是一种常见的建筑材料,具有良好的耐久性和承载能力。
但是,当混凝土长时间暴露在硫酸盐环境下时,可能会遭受硫酸盐侵蚀,导致混凝土结构的损坏。
因此,研究混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能以及相应的改进措施具有重要意义。
一、硫酸盐对混凝土的侵蚀机理混凝土遭受硫酸盐侵蚀主要是由于硫酸盐中的硫酸离子与混凝土中的水合钙、三钙硅酸盐等物质发生化学反应,形成硫酸钙等产物。
这些产物会导致混凝土内部的体积膨胀,并与混凝土内部的孔隙空间产生压力,最终导致混凝土的破坏。
二、提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能的方法1. 选择合适的混凝土材料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能与材料的成分有着密切的关系。
因此,在设计混凝土配合比时,应选择适当的水泥种类和掺合料,并控制水灰比,以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 添加抗硫酸盐侵蚀剂抗硫酸盐侵蚀剂是一种可以减缓硫酸盐对混凝土侵蚀的添加剂。
添加抗硫酸盐侵蚀剂可以改善混凝土的耐蚀性能,减少混凝土受硫酸盐侵蚀的速度。
3. 加强混凝土的密实性混凝土的密实性对其抗硫酸盐侵蚀性能有着重要影响。
通过采取密实性强的混凝土施工工艺,例如采用振捣和压实等措施,可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
4. 表面防护措施为了进一步提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,可以对混凝土表面进行防护处理。
涂覆适当的防渗透剂或者表面涂料可以减少硫酸盐对混凝土的侵蚀,并提高混凝土的耐蚀性。
5. 定期维护与修复定期对混凝土进行维护与修复也是保证其抗硫酸盐侵蚀性能的重要手段。
通过及时修复混凝土表面的损坏和裂缝,可以防止硫酸盐渗入混凝土内部,减轻其侵蚀效应。
总结混凝土的抗硫酸盐侵蚀是保证混凝土结构耐久性的重要方面。
通过选择合适的混凝土材料、添加抗硫酸盐侵蚀剂、加强混凝土的密实性、采取表面防护措施以及定期维护与修复,可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,延长混凝土结构的使用寿命。
因此,在混凝土结构设计和施工过程中,需要充分考虑硫酸盐侵蚀的影响,并采取相应的措施来提高混凝土的耐蚀性能。
混凝土的抗硫酸盐侵蚀
混凝土的抗硫酸盐侵蚀混凝土是一种常见的建筑材料,被广泛应用于各种建筑和基础设施项目中。
然而,由于环境因素的影响,混凝土会受到不同程度的侵蚀,其中硫酸盐侵蚀是一种常见的问题。
本文将探讨混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力及相关措施。
一、硫酸盐侵蚀对混凝土的影响硫酸盐侵蚀是指硫酸盐离子与水中的氢氧根离子反应生成硫酸,进而与混凝土中的水化产物发生反应,导致水化产物的破坏和结构的疏松化。
这种侵蚀作用会引起混凝土的体积膨胀、强度下降、表面剥落等现象,最终影响混凝土的使用寿命和安全性能。
二、提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力的方法为了提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,可以采取以下几种方法:1. 选用优质材料混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力与材料的质量有着密切的关系。
选择高品质的水泥、矿物掺合料和骨料,可以提高混凝土的整体性能和抗硫酸盐侵蚀能力。
此外,合理控制配合比例,确保混凝土的均匀性和致密性,也是提高抗侵蚀能力的关键。
2. 表面防护措施在混凝土表面施加防护层或使用化学表面剂等方法可以有效减轻硫酸盐对混凝土的侵蚀作用。
常用的表面防护措施包括涂覆防酸漆、喷涂防蚀液、堆浆处理等,这些方法能够形成一层保护膜,减缓硫酸盐的渗透和侵蚀,提高混凝土的抗侵蚀性能。
3. 控制环境因素控制硫酸盐侵蚀的环境因素也是保护混凝土的重要措施。
例如,在设计和施工中合理选择材料与环境的接触形式,减少硫酸盐侵蚀的机会;合理排水,避免水分和硫酸盐的积聚;加强维护和管理,及时修复损坏部位等都能够有效延长混凝土的使用寿命。
三、混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的评价标准为了对混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力进行评估,常常采用硫酸盐侵蚀试验来判断其耐久性。
硫酸盐侵蚀试验可以通过浸泡、喷洒或循环浸泡硫酸盐溶液来模拟实际的侵蚀环境,根据试验前后的重量损失、抗折强度变化等指标来评估混凝土的抗侵蚀性能。
四、展望随着建筑材料科学技术的不断发展,人们对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的要求也越来越高。
未来,我们可以通过改进混凝土配方、开发新型材料以及加强施工和维护管理等方式,来进一步提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,以确保建筑物的安全性和耐久性。
混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究
混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究研究背景硫酸盐侵蚀是混凝土建筑中常见的一种病害,严重影响混凝土的结构稳定性和使用寿命。
近年来,人们在混凝土结构的耐久性方面提出了许多新的要求,其中对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的要求越来越高。
因此,对于混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究变得越来越重要。
研究方法材料准备本试验选用国内常见的水泥、砂子、骨料等材料,按照一定的比例制备混凝土试块。
硫酸盐溶液的浓度为5%。
试验步骤1.制备混凝土试块混凝土试块的制备应按照现有的混凝土试验标准进行,制备好的混凝土试块应在养护期内达到一定的强度。
2.模拟硫酸盐侵蚀条件将制备好的混凝土试块分为两组,一组浸泡于硫酸盐溶液中,另一组作为对照组。
浸泡时间为28天,每7天更换一次硫酸盐溶液。
3.试验结果分析分别测试两组混凝土试块的抗压强度、吸水率和质量损失率,并进行数据比较、分析和处理。
试验结果抗压强度在28天的试验周期内,硫酸盐溶液中的混凝土试块的抗压强度损失较大,对照组的抗压强度也有所下降。
但是,在一定程度上硫酸盐侵蚀可以改善混凝土的耐久性。
吸水率硫酸盐溶液中的混凝土试块吸水率较高,而对照组的吸水率较低。
说明硫酸盐侵蚀会增加混凝土的毛细孔和裂隙,导致其吸水性能变差。
质量损失率在试验周期内,硫酸盐侵蚀会导致混凝土质量的不断下降,而对照组的质量损失率呈现较小幅度的下降趋势。
说明混凝土的质量受到硫酸盐侵蚀的影响。
结论硫酸盐侵蚀会对混凝土的结构稳定性和使用寿命产生负面的影响。
但是,适量的硫酸盐侵蚀可以增加混凝土的耐久性,提高其抗侵蚀性能。
因此,在混凝土结构设计和建造中需要充分考虑硫酸盐侵蚀因素。
混凝土的抗硫酸盐侵蚀性分析与改进方法
混凝土的抗硫酸盐侵蚀性分析与改进方法混凝土是一种常见的建筑材料,广泛应用于各种基础设施工程中。
然而,某些环境条件下,特别是存在硫酸盐的地区,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能会受到严重影响。
本文将对混凝土的抗硫酸盐侵蚀性进行分析,并提出一些改进方法以提高混凝土的耐久性。
1. 硫酸盐侵蚀对混凝土的影响混凝土遭受硫酸盐侵蚀时,主要发生的反应是硫酸盐与水水化反应,生成硬硫酸钙及结晶水。
这些反应会导致混凝土内部的体积膨胀和脱钙,从而引起混凝土的体积增大和强度降低。
此外,硫酸盐还会与混凝土中的氢氧化钙和水合硅酸钙等主要产物反应,导致长期的体积变化和结构破坏。
2. 混凝土的抗硫酸盐侵蚀性分析为了评估混凝土的抗硫酸盐侵蚀性,通常使用以下几个指标:2.1 化学性能指标硫酸盐侵蚀会引起混凝土中氢氧化钙的消耗,因此可以通过检测混凝土中游离氢氧化钙的含量来评估抗硫酸盐侵蚀性。
另外,还可以测定混凝土样品的酸碱度、硫酸盐离子含量等指标,来判断混凝土的侵蚀性。
2.2 力学性能指标硫酸盐侵蚀会导致混凝土的强度降低,因此可以通过测定硫酸盐侵蚀后混凝土的抗压强度、抗折强度等力学性能指标来评估混凝土的抗侵蚀性。
2.3 微结构指标硫酸盐侵蚀会引起混凝土微观结构的变化,如孔隙结构、胶状材料的破坏等。
因此,可以通过扫描电镜、X射线衍射等技术观察混凝土的微观结构变化,来评估混凝土的抗硫酸盐侵蚀性。
3. 改进方法为提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性,可以从以下几个方面进行改进:3.1 配合比优化合理的配合比能够提高混凝土的密实性和强度,从而增强混凝土的抗硫酸盐侵蚀性。
通过减少水灰比和适量添加粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料,可以改善混凝土的化学性能和微观结构。
3.2 添加外加剂适量添加硅溶胶、钙钛矿等抗硫酸盐侵蚀的外加剂,可以在混凝土中形成致密的胶凝材料,增强混凝土的抗侵蚀性。
3.3 表面修复涂层对已受硫酸盐侵蚀的混凝土表面进行修复,并施加抗硫酸盐侵蚀的涂层,可以延缓混凝土的进一步侵蚀,提高其耐久性。
混凝土中含硫酸盐检测标准
混凝土中含硫酸盐检测标准一、前言混凝土是建筑工程中使用最广泛的材料之一,而硫酸盐是混凝土中常见的化学物质。
由于硫酸盐的存在会对混凝土的性能产生不利影响,因此混凝土中含硫酸盐的检测十分重要。
本文将介绍混凝土中含硫酸盐检测的标准。
二、混凝土中硫酸盐的来源混凝土中的硫酸盐主要来自以下几个方面:1. 水泥中的硫酸盐:水泥中含有一定量的硫酸盐,这些硫酸盐在混凝土中会溶解并释放出硫酸根离子。
2. 外部环境中的硫酸盐:如果混凝土所处的环境中含有硫酸盐,那么这些硫酸盐也会渗入混凝土中。
3. 部分混凝土原材料中的硫酸盐:例如一些石灰石和粘土等原材料中含有硫酸盐。
三、混凝土中含硫酸盐的影响混凝土中含有过多的硫酸盐会对混凝土的性能产生不利影响,主要表现为以下几个方面:1. 降低混凝土的耐久性:硫酸盐会与混凝土中的钙粘土矿物反应,形成石膏和硬石膏等物质,导致混凝土的体积膨胀、龟裂和脱落,从而降低混凝土的耐久性。
2. 影响混凝土的强度:硫酸盐与混凝土中的钙粘土矿物反应会导致矿物的破坏,从而影响混凝土的强度。
3. 影响混凝土的外观:硫酸盐会导致混凝土表面出现白色粉状物质,从而影响混凝土的外观。
四、混凝土中含硫酸盐的检测方法混凝土中含硫酸盐的检测方法主要有以下几种:1. 钙盐析出法:将混凝土样品与水进行反应,使其中的硫酸盐与钙离子结合形成石膏沉淀。
通过测定沉淀物中的石膏含量来确定混凝土中的硫酸盐含量。
2. 氯离子置换法:将混凝土样品与氯化钾溶液进行反应,使其中的硫酸盐与氯离子发生置换反应。
通过测定反应液中的氯离子含量来确定混凝土中的硫酸盐含量。
3. 比表面积法:将混凝土样品粉碎成粉末后,浸泡在氢氧化钠溶液中,使其中的硫酸盐与氢氧化钠反应生成硫化物。
通过测定生成的硫化物的比表面积来确定混凝土中的硫酸盐含量。
五、混凝土中含硫酸盐的检测标准混凝土中含硫酸盐的检测标准主要有以下几个方面:1. 检测方法:使用上述的三种检测方法中的任意一种进行检测。
混凝土的化学成分分析原理
混凝土的化学成分分析原理一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等领域的重要材料,其主要成分为水泥、骨料、砂、水等。
混凝土的化学成分对其性能及耐久性有着重要的影响。
因此,混凝土的化学成分分析是混凝土工程设计、施工及质量检验的重要环节。
二、混凝土化学成分分析方法1. 总硅酸盐含量分析总硅酸盐含量是混凝土中最重要的化学指标之一,其含量直接影响混凝土的强度、耐久性等性能。
总硅酸盐含量分析方法通常采用酸碱滴定法和分光光度法。
其中酸碱滴定法是一种传统的分析方法,其原理是将混凝土样品与酸溶液反应,然后用氢氧化钠溶液滴定至中性,测定滴定所需的氢氧化钠溶液体积,计算出总硅酸盐含量。
分光光度法则是一种现代化的分析方法,其原理是将混凝土样品与氢氟酸溶液反应,然后用UV-Vis分光光度计测定反应液中硅酸盐离子的吸收值,从而计算出总硅酸盐含量。
2. 水泥含量分析水泥是混凝土中的主要成分之一,其含量直接影响混凝土的强度、质量等性能。
水泥含量分析方法通常采用化学分析法和放射性同位素测定法。
其中化学分析法是一种传统的分析方法,其原理是将混凝土样品与酸溶液反应,然后用滴定法或重量法测定反应液中氧化钙含量,从而计算出水泥含量。
放射性同位素测定法则是一种现代化的分析方法,其原理是用放射性同位素标记水泥,然后测定混凝土样品中同位素的放射性计数,从而计算出水泥含量。
3. 氯离子含量分析氯离子是混凝土中的一种有害离子,其含量直接影响混凝土的耐久性。
氯离子含量分析方法通常采用电位滴定法和离子选择电极法。
其中电位滴定法是一种传统的分析方法,其原理是将混凝土样品与水混合,然后用电位滴定法测定反应液中氯离子的含量。
离子选择电极法则是一种现代化的分析方法,其原理是将混凝土样品溶解后,用离子选择电极测定溶液中氯离子的含量。
4. 硫酸盐含量分析硫酸盐是混凝土中的一种有害离子,其含量直接影响混凝土的耐久性。
硫酸盐含量分析方法通常采用酸碱滴定法和电位滴定法。
混凝土抗硫酸盐侵蚀等级标准
混凝土抗硫酸盐侵蚀等级标准混凝土抗硫酸盐侵蚀等级标准一、概述硫酸盐侵蚀是混凝土中常见的一种侵蚀形式,其会导致混凝土表面的钙化反应失控,破坏混凝土的结构,降低混凝土的强度,影响混凝土的使用寿命。
因此,为了提高混凝土的耐久性和使用寿命,需要对混凝土的抗硫酸盐侵蚀等级进行标准化。
二、标准混凝土抗硫酸盐侵蚀等级分为5个等级:0级、1级、2级、3级、4级。
1. 0级:不具备任何抗硫酸盐侵蚀能力,不能用于任何硫酸盐侵蚀性环境中。
2. 1级:在硫酸盐侵蚀性环境中,混凝土的钙化反应比较平稳,混凝土表面没有明显的腐蚀现象,混凝土的强度基本能够保持稳定。
3. 2级:在硫酸盐侵蚀性环境中,混凝土的钙化反应有一定的失控现象,混凝土表面有轻微的腐蚀现象,混凝土的强度有所下降。
4. 3级:在硫酸盐侵蚀性环境中,混凝土的钙化反应明显失控,混凝土表面有明显的腐蚀现象,混凝土的强度明显下降。
5. 4级:在硫酸盐侵蚀性环境中,混凝土的钙化反应完全失控,混凝土表面有严重的腐蚀现象,混凝土的强度几乎失去了使用价值。
三、判定方法判定混凝土的抗硫酸盐侵蚀等级一般采用以下两种方法:1. 长期浸泡法:将混凝土试件放入硫酸盐溶液中浸泡一定时间后,观察混凝土表面的腐蚀程度,根据腐蚀程度判定混凝土的抗硫酸盐侵蚀等级。
2. 加速试验法:将混凝土试件放入硫酸盐溶液中浸泡一定时间后,进行力学性能测试,根据测试结果判定混凝土的抗硫酸盐侵蚀等级。
四、应用范围混凝土抗硫酸盐侵蚀等级标准适用于以下场合:1. 各类硫酸盐侵蚀性环境中的混凝土结构设计、施工和验收。
2. 混凝土抗硫酸盐侵蚀性能评估和检测。
3. 混凝土抗硫酸盐侵蚀材料的研发和应用。
五、结论混凝土抗硫酸盐侵蚀等级标准的制定,是为了提高混凝土的耐久性和使用寿命,对于混凝土结构的设计、施工和验收具有重要的意义。
在实际应用中,应根据不同的硫酸盐侵蚀性环境和混凝土结构的使用要求,选择相应的抗硫酸盐侵蚀等级,以保证混凝土的结构安全和使用寿命。
混凝土硫酸盐腐蚀简介PPT
硫酸盐腐蚀的危害
01
02
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结构性能下降
硫酸盐腐蚀会导致混凝土 结构强度、刚度和承载能 力下降,影响结构的正常 使用和安全性能。
维护成本增加
为防止和延缓混凝土硫酸 盐腐蚀,需要定期进行检 测和维护,增加了工程的 长期运营成本。
安全隐患
随着腐蚀程度的加剧,结 构可能出现裂缝、剥落等 现象,对人员安全和财产 安全构成潜在威胁。
2. 涂刷防腐涂料
在清除后的基层上涂刷具有耐腐蚀、防水性能的防腐涂料。
处理措施与效果评价
3. 混凝土修复
采用高强度、耐腐蚀的混凝土材料对桥梁进行修复。
效果评价
经过处理后,该高速公路桥梁的硫酸盐腐蚀问题得到了有效解决,混凝土结构得 到了加固和保护,保证了桥梁的安全运营。同时,处理措施对原结构无损伤、不 影响交通,具有较好的社会效益和经济效益。
02
硫酸盐腐蚀的原理
硫酸盐与水泥的反应
水泥中的矿物成分,如C3A(铝酸三 钙)和C3S(硅酸三钙),能与硫酸 盐离子发生化学反应,生成膨胀性的 腐蚀产物。
这些化学反应通常在水泥水化的早期 阶段开始,并在之后的几十年内持续 进行,导致混凝土结构的破坏。
腐蚀产物的形成与性质
硫酸盐与水泥反应生成的腐蚀产物通常为钙矾石(Ettringite) 和石膏(Gypsum),这些产物在混凝土中形成膨胀压力,导 致混凝土开裂和剥落。
原因分析
该地区地下水中含有大量硫酸盐,桥梁基础长期受到硫酸 盐侵蚀,导致混凝土中的水泥水化产物发生化学反应,形 成膨胀性物质,引发混凝土开裂和剥落。
处理措施与效果评价
处理措施
针对该高速公路桥梁的硫酸盐腐蚀问题,采取了以下处理措施
1. 清除已腐蚀的混凝土
硫酸盐对混凝土耐久性的影响
硫酸盐对付混凝土耐暂性的效率之阳早格格创做姓名:教号:真量纲要混凝土硫酸盐侵害,背去是混凝土耐暂性钻研中的要害组成部分,随着西部大启垦的举止,对付混凝土抗硫酸盐侵害的央供越去越迫切,虽然已经有许多检测要领、评比尺度战模型,然而到暂时为止我国还不一种要领能赶快而真正在的掀穿混凝土硫酸侵害的机理.果此,对付抗硫酸盐侵害考查要领举止周到深进的钻研便隐得非常迫切.本文简要介绍了对付混凝土硫酸盐侵害问题的海内中的钻研背景与钻研现状,深进钻研了硫酸盐效率下混凝土的侵害机理以及效率果素,介绍了真验室钻研硫酸盐效率下混凝土耐暂性的相闭真验要领以及防止或者减少混凝土硫酸盐侵害的要领.闭键词汇:混凝土硫酸盐耐暂性侵害机理效率果素真验要领防治步伐ABSTRACTThe concrete sulfate attack, has always been an important part in the research of concrete durability. With the great development of Western China, the requirements of sulfate corrosion resistance of concrete is more and more urgent.Although there have been many detection methods, evaluation criteria and model, but so far China hasn’t found a method which can quickly and truly reveal the mechanism ofsulfate attack on concrete.Therefore, sulfate resistance test method for comprehensive and in-depth research is very urgent. This paper briefly introduces the background and the status of the research at home and abroad of concrete sulfate attack, in-depth studies corrosion mechanism of concrete and influence factors under the action of the sulfate, introduces the experimental method of durability of concrete under the action of sulfate and the methods of preventing or reducing the concrete sulfate attack.KEYWORDS:concrete sulfate durability erosion mechanism influence factors experimental method prevention and control measures目录(一)钻研背景(二)钻研现状1、海中钻研现状2、海内钻研现状3、暂时钻研的缺乏之处4、硫酸盐侵害表里模型5、钻研存留的问题(三)钻研脚法(四)侵害机理1、钙矾石腐蚀(E盐益害)2、石膏腐蚀(G 盐益害)3、碳硫硅钙石腐蚀4、碱金属硫酸盐侵害5、硫酸镁对付火化硅酸钙的腐蚀(五)效率果素1、中部果素2、里里果素(六)考查要领1、三种细碎石混凝土试件正在火中及过鼓战硫酸钠溶液中浸泡六个月内的主要本能的变更逆序2、搞干循环历程中三种混凝土的主要本能的变更历程与变更趋势(七)防治步伐1、合理采用火泥品种2、普及混凝土稀真性3、采与下压蒸汽保护4、删设需要的呵护层5、宽把动工品量闭6、酸盐火泥中掺进耐腐蚀性中加剂钻研背景兴办结构是兴办物的主要骨架,而结构的物量前提是兴办资料.兴办结构的不竭劣化战不竭死少引导兴办资料的革新战死少.火泥混凝土是近新颖最广大使用的兴办资料,也是目前最大宗的人制资料.与其余兴办资料相比,混凝土以其劣良的概括本能已成为楼宇、桥梁、大坝、公路战皆会输送系统等新颖化标记的尾选资料.据不真足统计,现正在天下每年消耗的混凝土量很多于45亿坐圆米,而且正在21世纪能宁静删少.正在人们的保守概念中经常认为混凝土是耐暂资料,沉视了混凝土耐暂性的钻研,正在安排上爆收了只沉视强度安排的思维,果此付出巨大的代价.然而由于混凝土少暂处于某种环境中,往往会制身分歧程度的有害介量的侵害,或者是混凝土自己组成资料有害的物理化教效率,宏瞅上会出现启裂、溶蚀、剥降、伸展、疏紧等引导强度低沉,宽沉效率构制物的使用寿命,制成结构益害,巨大的经济益坏,环境的传染以至制成人员伤亡等.据相闭报导,正在一些国家战天区,混凝土的益害已经成为一个特天宽沉的经济问题.据预计英国每年耗费正在混凝土结构上的维建费约莫为5亿英镑,好国每年耗费的建复费己超出2500亿好圆,加拿大如果要局部革新已经益害的结构,起码需耗费5000亿好圆.那种加进正在天下大普遍国家中一致存留,已成为政府的一种财务包袱.更有甚者,部分结构物果病害宽沉已无法建补战加固,必须裁撤沉建,其间接战间接益坏之大是可念而知的.那十足皆道明,深进钻研混凝土的腐蚀机理战新的防备要领是格中现真而迫切的.混凝土的耐暂性益害主要包罗钢筋的锈蚀、混凝土的碳化、冻融益害、侵害性介量的益害战碱骨料反应等.混凝土硫酸盐侵害是妨害性较大的一种侵害性介量益害,是效率混凝土耐暂性的要害果素之一,也是效率果素最搀杂、妨害性最大的一种环境火侵害.内天战内陆盐湖天区,越收是正在含酸性天下火以及下黏土土壤环境中大多含有硫酸盐,混凝土自己也有大概戴有硫酸盐,正在百般条件下对付混凝土爆收侵害效率,使混凝土爆收伸展、启裂、剥降等局里,丧得强度战粘性,使其里里机构爆收益害,最后引导混凝土的耐暂性降矮.正在我国内天战内陆盐湖天区,天津、河北、山东、青海等天区存留洪量盐碱天区,连年去正在我国公路、桥梁、火电、海港等工程以及兴办物前提中均创制混凝土结构物受硫酸盐的问题,宽沉的以至引导了混凝土结构物的益害,使得结构还不达到其预期的安排使用寿命便过早天爆收益害,制成了宽沉的工程事变战巨大的经济益坏.果此,混凝土硫酸盐侵害问题受到了广大钻研处事者的沉视.图1:一般混凝土正在盐湖环境下的益害情况好国、加拿大的很多天区也含有硫酸盐土壤,曾爆收过诸多混凝土下火管、混凝土前提、涵洞等的益害情况.好国加利祸僧亚洲北部广天里区的土壤富含硫酸盐,硫酸盐往往以石膏形式存留.住房的混凝土灌溉2到4年后,果受到硫酸盐侵害表面粉化,砂浆脱降,骨料中露,另有胀裂战微强的缝隙.钻研现状1、海中钻研现状(1)1892年,米哈埃利斯尾次创制硫酸盐对付混凝土的侵害效率,正在侵害的混凝土中创制针状晶体,并称为“火泥杆菌‘,真量上便是钙矾石.(2)1902年,前苏联创制环境火侵害事例,今后各国相继创制混凝土结构受环境火侵害的事例.(3)1923年好国教者米勒启初正在硫酸盐土壤中举止混凝土的侵害真验.(4)好国的尺度局、农垦局,对付混凝土处正在含硫酸盐的火中的益害问题,搞了许多室内室中真验,25年后得出:混凝土的稀真性战不透火性对付混凝土耐暂性有要害意思.(5)Mehta正在钻研中指出,含硅粉的混凝土具备较好的抗硫酸盐腐蚀性,然而硫酸氨腐蚀性却好异.2、海内钻研现状(1)我国上世纪50年代启展了混凝土的抗硫酸盐侵害钻研,博得了很大先进(2)铁科院抗硫酸盐腐蚀小组分离我国很多天区的硫酸盐情景,启展了硫酸盐寝室的室内战室中真验.(3)1981年,华夏兴办资料钻研院制定了抗硫酸盐侵害的赶快考查法(4)1986年,铁讲部正在建订了《铁路混凝土及砌石工程动工典型》中提到随着环境的分歧,混凝土的抗侵害尺度战防备步伐的变更(5)1991年,我国宣布了《兴办房腐动工及查支典型》,标记着我国正在抗硫酸盐侵害应用战钻研相比往日有了很大先进.3、暂时钻研的缺乏之处(1)对付混凝土硫酸盐侵害益害机理的认识停顿正在表面,缺乏深进的周到的系统钻研简曲体目前以下圆里:钙矾石与石膏的产死条件、结晶速度,结晶数量与结晶压力的闭系;混凝土的处事条件与硫酸盐侵害的典型、速度不过定性钻研,缺乏定量的深进钻研.(2)我国的环境火侵害判决尺度GB749-65考查要领基础上沿用了前苏联1954年的尺度CH249战H114-54,已能反映连年去硫酸盐侵害钻研圆里的新收达战新成果.(3)缺乏对付防治硫酸盐侵害要领的钻研.对付混凝土硫酸盐侵害益害的机理认识不敷,正在处理战建补受硫酸盐益害的兴办物时,由于资料采用不当无法达到预期效验.(4)不建坐相映的数教模型去定量钻研侵害程度与效率果素之间的闭系.4、硫酸盐侵害表里模型(1)鉴于热能源教的硫酸盐伸展表里加拿大渥太华大教的Ping 战Beaudoin(1992)鉴于热能源教提出了硫酸盐伸展表里.该表里认为钙矾石与火泥胶体之间的结晶化压力是引起伸展的主要果素,表里还认为温度也是引起伸展量的一个果素,果为它能普及固体产品的结晶化压力.(2)热能源教仄稳圆程模拟硫酸盐反应西班牙加泰罗僧亚理工大教的Casanova等利用热能源教仄稳圆程模拟硫酸盐侵害反应,该要领用球形几许模型模拟硫酸盐对付混凝土的腐蚀程度.钻研截止标明采与物理战化教相分离的要领对付混凝土结构腐蚀程度举止预测不妨得到劣良的效验.(3)非鼓战溶液中的数教模型加拿大魁北克推瓦我大教的Marchand(2002)正在矮浓度硫酸钠溶液对付混凝土耐暂性的效率圆里举止了表里领会,并提出一个正在非鼓战溶液中的数教模型.此模型既思量了离子战流体的扩集,也思量了固相的化教仄稳.使用那个数教模型不妨领会分歧火灰比、分歧典型火泥、分歧硫酸盐浓度以及分歧的干润度对付扩集本能的效率逆序.截止标明:表露正在矮浓度的硫酸钠溶液中,混凝土的微瞅结构将爆收明隐的改变.硫酸盐粒子正在资料中的渗透不然而是钙矾石战石膏死成的本果,而且也是氢氧化钙领会,脱钙的本果.模拟数据进一步道明黑火灰比是统制混凝土耐暂性的一个要害指标.5、钻研存留的问题(1)怎么样量化微瞅结构变更对付资料宏瞅力教本能与微瞅离子扩集的效率.(2)混凝土硫酸盐侵害引起的资料劣化问题需要更多非加速考查数据与现场真测数据的考验.(3)表里模型中对付于表面缝隙内离子的扩集钻研很缺乏,混凝土硫酸盐侵害还需思量多种离子耦合效率及搞干接替等不利环境的效率.(4)钻研主要以真验脚法为主,缺乏老练稳当的表里模型.钻研脚法混凝土结构依据着洪量的便宜而成为土木工程结构安排中的尾选形式,虽然新的结构预计表里战新式兴办资料的出现,将去还会爆收许多新的结构形式,然而钢筋混凝土结构仍旧是新世纪最时常使用的结构形式之一.究竟上,从混凝土应用于土木工程于今的一个半世纪今后,洪量的钢筋混凝土结构,由于百般百般的本果提前做废,达不到预约的服役年限;那其中有的是由于结构安排的抗力缺乏引导的,有的则是由于使用荷载的不利变更制成的,然而更多的是由于结构的耐暂性缺乏引导的;特天是内天及近海天区的混凝上结构,由于海洋环境对付混凝土的侵害,引导钢筋锈蚀而使结构爆收早期益坏丧得了结构的耐暂本能,那己经成为本量工程中的要害问题.早期益坏的结构需要耗费洪量的财力举止维建补强,以至制成竣工停产的巨大经济益坏.好国教者曾用“五倍定律”局里天形貌了混凝土结构耐暂性的要害性,越收是安排对付耐暂性问题的要害性.比圆安排时,对付新建名目正在钢筋防备圆里无谓天每节省1好圆,便表示着当创制钢筋锈蚀时采与步伐要多逃加维建费5好圆,逆筋启裂时需多逃加维建费25好圆,宽沉益害时采与步伐将逃加维建费125好圆.果此,钢筋混凝土结构耐暂性问题是一个格中要害也是迫切需要加以办理的问题,通过启展对付钢筋混凝土结构耐暂性的钻研,一圆里能对付已有的兴办结构物举止科教的耐暂性评比战结余寿命预测,以采用对付其精确的处理要领:另一圆里也可对付新建工程名目举止耐暂性安排与钻研,掀穿效率结构寿命的里里与中部果素,从而普及工程的安排火仄易动工品量,保证混凝土结构服役期齐历程的仄常处事.耐暂性钻研既有服务于服役结构的现真意思,又有指挥待建结构举止耐暂性安排的要害效率,共时,对付于歉富战死少钢筋混凝土结构稳当度表里也具备一定的表里价格.总而止之,咱们需要通过对付硫酸盐侵害混凝土的侵害机理的深进系统的钻研,对付混凝土硫酸盐侵害益害举止明决定义精确界定侵害益害的程度、范畴战妨害性,对付混凝土抗硫酸盐侵害耐暂本能举止评介,而且提出相映的防止步伐.侵害机理一、侵害机理硫酸盐侵害历程中钙矾石、石膏战钙硅石的爆收对付混凝土爆收伸展益害效率,那是引起混凝土腐蚀益害的主要本果.反应死成的盐类矿物可使软化火泥石中CH战C-S-H等组分溶出或者领会,引导火泥石强度战粘结本能益坏.图2:硫酸盐腐蚀机理1、钙矾石腐蚀(E盐益害)钙矾石(三硫型火化铝酸钙)是溶解度极小的盐类矿物,正在化教结构上分离了洪量的结晶火(本量上的结晶火为30-32个),其体积约为本火化铝酸钙的2.5倍,使固相体积隐著删大,加之它正在矿物形态上是针状晶体,正在本火化铝酸钙的固相表面成刺猬状析出,搁射状背四圆死少,互相挤压而爆收极大的内应力,以致混凝土结构物受到益害.当液相碱度矮时,产死的钙矾石往往为大的板条状晶体,那种典型的钙矾石普遍不戴去有害的伸展.当液相碱度下时,如正在杂硅酸盐火泥混凝土体系中,产死的钙矾石普遍为小的针状或者片状,以至呈凝胶状,那类钙矾石的吸附本领强,可爆收很大的吸火肿胀效率,产死极大的伸展应力.火泥死料矿物C3A的火化产品:火化铝酸钙(4CaO·Al2O3 ·19H2O)及火化单硫铝酸钙(3CaO·Al2O3 ·CaSO4·18H2O)皆能与石膏爆收反应死成火化三硫铝酸钙(钙矾石):①(4CaO·Al2O3 ·19H2O)+3CaSO4+14H2O→(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)+ Ca(OH)2②(3CaO·Al2O3·CaSO4·18H2O+2CaSO4+14H2O→(3CaO·Al2O3 ·3CaSO4·32H2O)钙矾石的溶解度很矮,简单正在溶液中析出,火化铝酸钙战火化单硫铝酸钙转移为钙矾石,其体积有洪量减少.死成物的体积比反应物大1.5 倍或者更多,呈针状结晶.其益害特性是正在表面出现几条较细大的缝隙.图3:扫描电子隐微镜下的钙矾石2、石膏腐蚀(G盐益害)火泥石里里产死的二火石膏体积删大1.24倍,使火泥石果内应力过大而益害,又称G盐益害.钻研标明:当侵害SO42-浓度正在1000毫克/降以下时,惟有钙矾石结晶产死;当SO42-浓度逐步普及时,启初仄止天爆收钙矾石-石膏复合结晶,二种结晶并存;当SO42-浓度相称大的范畴内,石膏结晶侵害只起从属效率,惟有正在SO42-浓度非常下时,石膏结晶才起主宰效率.溶液中的硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁与火泥火化产品Ca(OH)2反应死成石膏.以硫酸钠为例,爆收如下的化教反应:Ca(OH)2+Na2SO4·10H2O→CaSO4·2H2O+2NaOH+8H2O正在震动的火中,反应可不竭举止,曲至Ca(OH)2被真足消耗;正在不震动的火中,随着NaOH的汇集,可达到化教仄稳,一部分SO3以石膏析出.Ca(OH)2转移为石膏,体积是本去的二倍多,从而对付混凝土爆收伸展益害效率.(G盐益害战E盐益害小结:当侵害溶液中SO42-的浓度1000mg/L 以下时,惟有钙矾石死成.当溶液中SO42-大于1000mg/L 时,若火泥石的毛细孔为鼓战石灰溶液所补充,不然而会有钙矾石死成,而且还会有石膏结晶析出.正在SO42- 浓度相称大的变更范畴内,石膏结晶侵害只起从属效率,惟有正在SO42-浓度非常下时,石膏结晶侵害才起主宰效率.究竟上,若混凝土处于搞干接替状态,纵然SO42- 的浓度不下,石膏结晶侵害也往往起着主宰效率,果为火分挥收使侵害溶液浓缩,从而引导石膏结晶的产死.)3、碳硫硅钙石腐蚀从暂时海中钻研情况瞅,产死碳硫硅钙有二种道路:(1)由C-S-H间接反应死成以上反应死成的Ca(OH)2又可举止碳化反应:该反应死成物CaCO3战H2O再介进前一条理的反应,循环往复,不竭消耗火泥火化产品中的C-S-H战由C3A、C4AF相火化爆收的火化产品,本去不竭完毕由硅钙矾石背碳硫硅钙石.Gaze战Crammond 钻研指出,只消体系中存留CO32-战SO42-离子,且孔溶液的PH值下于10.5,那种产死的碳硫硅钙石晶体的反应将不竭举止.(2)由硅钙矾石渐渐转移而成那是由硅钙矾石转移为碳硫硅钙石的历程.以上反应死成的Ca(OH)2又可举止碳化反应:该反应死成物CaCO3战H2O再介进前一条理的反应,循环往复,不竭消耗火泥火化产品中的C-S-H战由C3A、C4AF相火化爆收的火化产品,本去不竭完毕由硅钙矾石背碳硫硅钙石的转移.其效率机理为混凝土受此类腐蚀后不明隐的体积伸展局里,正在腐蚀的混凝土的孔隙战缝隙中充谦红色烂泥状腐蚀产品,它们是碳硫硅钙石与钙矾石、石膏以及碳酸钙等晶体的混同物.4、碱金属硫酸盐结晶型其效率机理为该反应析出戴有结晶火的盐类,爆收极大的结晶压力,制成破碎战团结混凝土的益害特天是当结构物的一部分浸进盐液中,另一部分表露正在搞燥气氛中时,盐液正在毛细管抽吸效率下降下至液相线以上挥收,而后,以致盐液浓缩,则很简单引起混凝土热烈益害.那种反应死成的石膏晶体或者钙矾石晶体验引起混凝土体积伸展,爆收内应力.反应将CH转移成MH,降矮了火泥石系统的碱度,益害了C-S-H火化产品宁静存留的条件,使C-S-H 等火化产品领会,制成混凝土强度战粘结性的益坏.其特性为宽沉的硫酸镁侵害以至将混凝土形成真足不胶结本能的糊状物.其微瞅结构常常是正在混凝土表层产死单层结构,第一层为火镁石,薄度为40-120µm ,第二层为石膏,薄度为20-70µm.5、MgSO4溶蚀-结晶型MgSO4侵害是对付混凝土侵害益害性最大的一种,纵然硅灰混凝土也易以抵挡MgSO4的侵害.其本果主假如SO42-战Mg2+均为侵害源,二者互相叠加,形成宽沉的复合侵害.需要注意的是,当有钙矾石存留时,纷歧定非要通过硅钙石道路转移成碳硫硅钙石,也大概通过C-S-H间接反应产死碳硫硅钙石.不管C-S-H间接反应道路,仍旧硅钙矾石道路,它们所需的反应条件非常相似,截止皆引导火泥石中C-S-H 的领会战强度益坏,所以那二种产死碳硫硅钙石的道路大概共时举止,它们相互补充并互为依好混凝土受此类腐蚀后不明隐的体积伸展局里,正在腐蚀的混凝土的孔隙战缝隙中充谦红色烂泥状腐蚀产品,它们是碳硫硅钙石与钙矾石、石膏以及碳酸钙等晶体的混同物.二、效率果素图4:效率混凝土硫酸盐侵害的果素1、中部果素(1)硫酸根离子浓度ACI(好国混凝土协会)按硫酸根离子浓度把硫酸盐溶液分为四个等第:0~150ppm、150ppm~1500ppm、1500ppm~10000ppm、>10000ppm,它们分别对付应为沉微、中等、宽沉、很宽沉的侵害.溶液的浓度分歧会引导混凝土的硫酸盐侵害机理分歧.Biczok认为浓度的分歧引导死成的主要产品也分歧: 矮浓度硫酸盐溶液与含C3A的火泥主要死成钙矾石, 下浓度的硫酸盐溶液与矮含量C3A主要死成石膏,含量介于二者之间时主要产品是石膏战钙矾石.正在硫酸钠环境下,[SO42-]<1000ppm,主要产品是钙矾石,[SO42-]>8000ppm,主要产品是石膏,浓度处于中间便二者均有.正在硫酸镁环境下,[SO42-]<4000ppm,主要产品是钙矾石, [SO42-]>7500ppm,主要产品是石膏, 浓度介于二者之间便二者皆有.正在1991年我国宣布了“兴办防腐动工及查支典型”(GB50212 - 91) ,正在那一典型中列出了硫酸盐的侵害尺度,当火中SO42-含量大于4000mg/L为强腐蚀,1000mg/L~4000 mg/L为中等腐蚀,250mg/L~1000mg/L为强腐蚀 .除硫酸盐浓度除中,混凝土被侵害的速度还与决于与火泥反应得去的硫酸盐不妨补充的速度.(2)镁离子浓度Mg2+的存留会加沉SO42-对付混凝土的侵害效率,果为死成的Mg(OH)2的溶解度很小, 反应不妨真足举止下去,所以正在一定条件下硫酸镁的侵害效率比其余硫酸盐侵害越收猛烈.Mg(OH)2与硅胶体之间还大概进一步反应,也可引起益害,主假如果为氢氧化钙转移成石膏陪随产死不溶的矮碱氢氧化镁,引导C-S-H宁静性低沉而且也易受到硫酸盐侵害.正在硫酸镁溶液中,砂浆背去以减少的速率伸展.抗压强度的缩小,正在硫酸镁环境要近大于硫酸钠环境.然而如果溶液中SO42-浓度很矮, 而Mg2+的浓度很下的话,则镁盐侵害滞缓以至真足停止,那是果为Mg(OH)2的溶解度很矮,随反应的举止,它将淤塞于火泥石的孔隙隐著天遏止Mg2+背火泥石里里扩集.(3)氯离子浓度当侵害溶液中SO42-战Cl-共存时, Cl-的存留隐著缓解硫酸盐侵害益害的程度战速度.那是由于Cl-的渗透速度大于SO42-.正在SO42-、Cl-共存时,对付于表面的混凝土,火泥石中的火化铝酸钙先与SO42-反应死成钙矾石,当SO42-耗尽后才与Cl-反应.而对付于里里的混凝土,由于Cl-的渗透速度大于SO42-,果此Cl-先止渗进并与OH -置换,反应圆程式为:Ca(OH)2+2Cl- =CaCl2+ 2OH-当Cl-浓度相称下时,Cl-还可与火化铝酸钙反应死成三氯铝酸钙:3CaO·Al2O3·6H2O+3CaCl2+25H2O=3CaO·Al2O3·3CaCl2·3H2O由于火化铝酸钙的缩小, 使钙矾石结晶数量缩小, 从而减少硫酸盐侵害益害的程度.(4)环境pH值海中的Mehta战Brown提出,ASTM(好国资料真验协会)尺度所提议的将试块浸泡本去不克不迭真正在的代表示场情况,果为正在浸泡历程中,混凝土中的碱不竭天析出,使溶液的pH值很快的由7降下到12安排,而且SO42-浓度也随着浸泡而降矮,普遍道去,连绝浸泡的考查室试块与现场表露的试块相比,具备较强的抗侵害本能,那是果为现场表露的试块往往处于恒定浓度战pH值的硫酸盐侵害之中,而且受环境条件天效率如搞干循环等,而那些恰恰是加速侵害的条件.Mehta曾提出了一种新的考查要领, 即不竭天加进H2SO4使Na2SO4溶液的pH值末究脆持共一火仄(约为6.2), 创制不含C3A的火泥的抗侵害性与含C3A火泥的一般好,用X射线衍射创制了洪量的石膏的存留,标明将pH值统制正在酸性范畴内,使侵害机理转背石膏侵害型益害,Mehta认为此种考查要领是可止而灵验的.Brown采与了类似的考查要领去钻研侵害历程中统制pH 值的效率,考查采与了三种pH值、战11.5)战不统制pH值的效率,举止连绝浸泡考查,创制随着pH值的降矮,混凝土的抗侵害本能(以砂浆试块的线性伸展战坐圆体抗压强度的降矮表示)低沉,然而与pH值不明隐的相闭性.此种考查虽然不被广大沉复使用,然而其所提供的钻研截止却让咱们认识到正在钻研硫酸盐侵害时,该当思量到溶液中pH值的效率,果为那更靠近于本量情况.往日很多年今后闭于硫酸盐侵害的钻研大多不对付侵害溶液的pH值赋予脚够的沉视,席跃忠等认为那种搞法有碍于精确明黑硫酸盐侵害机理战制定精确稳当的。
混凝土中硫酸盐含量检测标准
混凝土中硫酸盐含量检测标准一、背景介绍混凝土是一种常用的建筑材料,广泛应用于各种建筑、桥梁、道路等工程中。
混凝土的材料组成比较复杂,其中硫酸盐是常见的混凝土掺杂物之一。
硫酸盐含量过高会导致混凝土的强度降低、耐久性下降等问题,因此对混凝土中硫酸盐含量的检测十分重要。
二、检测标准混凝土中硫酸盐含量的检测标准主要有以下两种:1. 混凝土中硫酸盐含量的国家标准:GB/T 50082-2009《混凝土结构工程施工质量验收规范》。
该标准规定了混凝土中硫酸盐含量的检测方法和标准,其中硫酸盐含量的限制值为2.5%。
2. 混凝土中硫酸盐含量的行业标准:JGJ/T 70-2009《建筑混凝土中硫酸盐含量的检测方法和评定》。
该标准更加详细地规定了混凝土中硫酸盐含量的检测方法和标准,其中硫酸盐含量的限制值为1.0%。
三、检测方法混凝土中硫酸盐含量的检测方法主要有以下几种:1. 离子色谱法离子色谱法是一种常用的混凝土中硫酸盐含量检测方法。
该方法需要将混凝土样品经过一系列处理后,再通过离子色谱仪进行检测。
该方法的优点是检测结果准确可靠,但需要专业的检测设备和技术。
2. 比重法比重法是一种简单易行的混凝土中硫酸盐含量检测方法。
该方法需要将混凝土样品破碎并筛选,然后用水浸泡,再将浸泡后的混凝土样品通过比重法检测硫酸盐含量。
该方法的优点是操作简单,但检测结果相对不够准确。
3. 硫酸铵铁试剂法硫酸铵铁试剂法是一种比重法的改良方法。
该方法需要将混凝土样品破碎并筛选,然后用水浸泡,并加入硫酸铵铁试剂,通过比重法检测硫酸盐含量。
该方法的优点是操作简单,检测结果相对准确。
四、检测步骤混凝土中硫酸盐含量的检测步骤主要包括以下几个方面:1. 样品采集首先需要在混凝土结构物表面采集一定量的混凝土样品,保证采样深度可以代表整个结构物的混凝土材料。
2. 样品处理将采集到的混凝土样品进行破碎、筛选等处理,使其达到检测要求。
3. 离子色谱法检测如果采用离子色谱法检测混凝土中硫酸盐含量,需要将处理后的混凝土样品送到专业实验室进行检测。
硫酸盐腐蚀对混凝土耐久性的影响
任何优良的材料都必须采取与之配套的施工技术 与工艺,严把施工质量关,许多工程质量事故往 往与施工的组织与控制密不可分。要确保混凝土 质量,必须坚持正确的施工工艺。
比如MNC—SFF型耐腐蚀剂,主要是针对硫酸盐对 酸盐水泥腐蚀而研制的。抗硫酸盐极限浓度为 10000 mg/L,是新一代防腐蚀专用外加剂,在混 凝土中掺人本剂后,能大幅度降低混凝土的渗透 系数,提高混凝土的密实性和抗渗等级,阻止或 减缓了有害离子对混凝土的侵蚀,保证水泥水化 物的稳定性,达到提高混凝土自身防腐和耐久性 的目的。
硫酸盐侵蚀过程中钙矾石、石膏和钙硅石的产生 对混凝土产生膨胀破坏作用,这是引起混凝土腐 蚀破坏的主要原因。反应生成的盐类矿物可使硬 化水泥石中CH和C-S-H等组分溶出或分解,导致 水泥石强度和粘结性能损失。
(1)化学侵蚀:钙矾石结晶型;石膏结晶型;碳硫硅钙石结晶型。
(2)物理侵蚀:碱金属硫酸盐结晶型
许多工程虽选择了合适的水泥品种,但由于密实 度不高,而遭受了严重的侵蚀。水泥水化需水量 仅为水泥质量的10~15%左右, 而实际需水量(由 于施工等因素的要求) 高达40~70% , 多余的水分 蒸发后形成连通的孔隙, 侵蚀介质就容易渗入水 泥石的内部, 从而加速了侵蚀。因此,在施工中 应合理设计混凝土的配合比,掺适当的外加剂及 改善施工方法等措施均能提高混凝土的密实度。 另外,还可在混凝土表面进行碳化处理,生成难 溶的碳酸钙外壳,使混凝土表面进一步密实,也 可以减少硫酸盐侵蚀。
(3)物理化学侵蚀:MgSO4溶蚀-结晶型
钙矾石(三硫型水化铝酸钙)是溶解度极小 的盐类矿物,它在矿物形态上是针状晶体, 在原水化铝酸钙的固相表面成刺猬状析出, 放射状向四方生长,互相挤压而产生极大的 内应力,致使混凝土结构物受到破坏。其破 坏特征是在表面出现几条较粗大的裂缝。
混凝土中硫酸盐含量检测标准
混凝土中硫酸盐含量检测标准一、前言混凝土是建筑工程中常用的一种材料,而混凝土中的硫酸盐含量则是影响混凝土性能的重要因素之一。
因此,在混凝土的生产和使用中,对硫酸盐含量进行严格的检测和控制,是确保混凝土质量和使用寿命的关键。
二、硫酸盐的来源和作用硫酸盐是一种常见的无机盐,它可以从水、土壤、沉积物等多种自然环境中存在。
在混凝土中,硫酸盐的主要来源是混凝土原材料中的石膏、黄铁矿和其他含硫物质。
硫酸盐的作用是通过与混凝土中的钙离子反应,形成硬化混凝土中的钙硫酸盐,并增加混凝土的强度和耐久性。
但是,过多的硫酸盐会导致混凝土中的钙离子耗尽,使得钙硫酸盐晶体过度生长,从而破坏混凝土的结构和性能。
三、硫酸盐含量的检测方法常用的硫酸盐含量检测方法包括化学分析法、光谱分析法、物理测试法等。
其中,化学分析法是最常用的方法,可以精确地测定硫酸盐含量。
1. 化学分析法化学分析法是通过将混凝土样品中的硫酸盐与化学试剂反应,测定产生的沉淀量或溶液中硫酸盐的含量来判断硫酸盐的含量。
常用的试剂包括钡盐和铬酸钾等。
2. 光谱分析法光谱分析法是利用光谱仪器对混凝土样品中的硫酸盐进行分析。
常用的光谱仪器包括紫外-可见光谱仪、原子吸收光谱仪等。
3. 物理测试法物理测试法是通过对混凝土样品的物理性能进行测试,推断其中可能存在的硫酸盐含量。
常用的测试方法包括电导率测试、超声波测试等。
四、硫酸盐含量的检测标准硫酸盐含量的检测标准因地区和用途的不同而有所不同。
以下为常见的硫酸盐含量检测标准:1. 建筑混凝土中的硫酸盐含量标准根据《建筑混凝土与预制混凝土试验方法标准》(GB/T 50080-2016)规定,混凝土中的硫酸盐含量应满足以下要求:(1)硫酸盐含量不得超过3.5%;(2)对于特殊要求的混凝土,硫酸盐含量应符合相关规定。
2. 水泥中的硫酸盐含量标准根据《水泥化学分析方法标准》(GB/T 176-2008)规定,水泥中的硫酸盐含量应满足以下要求:(1)硫酸盐含量不得超过4.0%;(2)对于特殊要求的水泥,硫酸盐含量应符合相关规定。
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硫酸盐对混凝土耐久性的影响姓名:学号:内容摘要混凝土硫酸盐侵蚀,一直是混凝土耐久性研究中的重要组成部分,随着西部大开发的进行,对混凝土抗硫酸盐侵蚀的要求越来越迫切,虽然已经有许多检测方法、评定标准和模型,但到目前为止我国还没有一种方法能快速而真实的揭示混凝土硫酸侵蚀的机理。
因此,对抗硫酸盐侵蚀试验方法进行全面深入的研究就显得非常迫切。
本文简要介绍了对混凝土硫酸盐侵蚀问题的国内外的研究背景与研究现状,深入研究了硫酸盐作用下混凝土的侵蚀机理以及影响因素,介绍了实验室研究硫酸盐作用下混凝土耐久性的相关实验方法以及防止或减轻混凝土硫酸盐侵蚀的方法。
关键词:混凝土硫酸盐耐久性侵蚀机理影响因素实验方法防治措施ABSTRACTThe concrete sulfate attack, has always been an important part in the research of concrete durability. With the great development of Western China, the requirements of sulfate corrosion resistance of concrete is more and more urgent. Although there have been many detection methods, evaluation criteria and model, but so far China hasn’t found a method which can quickly and truly reveal the mechanism of sulfate attack on concrete.Therefore, sulfate resistance test method for comprehensive and in-depth research is very urgent. This paper briefly introduces the background and the status of the research at home and abroad of concrete sulfate attack, in-depth studies corrosion mechanism of concrete and influence factors under the action of the sulfate, introduces the experimental method of durability of concrete under the action of sulfate and themethods of preventing or reducing the concrete sulfate attack.KEYWORDS:concrete sulfate durability erosion mechanism influence factors experimental method prevention and control measures目录(一)研究背景(二)研究现状1、国外研究现状2、国内研究现状3、目前研究的不足之处4、硫酸盐侵蚀理论模型5、研究存在的问题(三)研究目的(四)侵蚀机理1、钙矾石腐蚀(E盐破坏)2、石膏腐蚀(G 盐破坏)3、碳硫硅钙石腐蚀4、碱金属硫酸盐侵蚀5、硫酸镁对水化硅酸钙的腐蚀(五)影响因素1、外部因素2、内部因素(六)试验方法1、三种细碎石混凝土试件在水中及过饱和硫酸钠溶液中浸泡六个月内的主要性能的变化规律2、干湿循环过程中三种混凝土的主要性能的变化过程与变化趋势(七)防治措施1、合理选择水泥品种2、提高混凝土密实性3、采用高压蒸汽养护4、增设必要的保护层5、严把施工质量关6、酸盐水泥中掺入耐腐蚀性外加剂研究背景建筑结构是建筑物的主要骨架,而结构的物质基础是建筑材料。
建筑结构的不断优化和不断发展导致建筑材料的更新和发展。
水泥混凝土是近现代最广泛使用的建筑材料,也是当前最大宗的人造材料。
与其他建筑材料相比,混凝土以其良好的综合性能已成为楼宇、桥梁、大坝、公路和城市运输系统等现代化标志的首选材料。
据不完全统计,当今世界每年消耗的混凝土量不少于45亿立方米,而且在21世纪能稳定增长。
在人们的传统观念中总是认为混凝土是耐久材料,忽视了混凝土耐久性的研究,在设计上产生了只重视强度设计的思想,因此付出巨大的代价。
然而由于混凝土长期处于某种环境中,往往会造成不同程度的有害介质的侵蚀,或是混凝土本身组成材料有害的物理化学作用,宏观上会出现开裂、溶蚀、剥落、膨胀、疏松等导致强度下降,严重影响构造物的使用寿命,造成结构破坏,巨大的经济损失,环境的污染甚至造成人员伤亡等。
据相关报道,在一些国家和地区,混凝土的破坏已经成为一个特别严重的经济问题。
据估计英国每年花费在混凝土结构上的维修费大约为5亿英镑,美国每年花费的修复费己超过2500亿美元,加拿大如果要全部更新已经破坏的结构,至少需花费5000亿美元。
这种投入在世界大多数国家中普遍存在,已成为政府的一种财政负担。
更有甚者,部分结构物因病害严重已无法修补和加固,必须拆除重建,其直接和间接损失之大是可想而知的。
这一切都说明,深入研究混凝土的腐蚀机理和新的防护方法是十分现实而迫切的。
混凝土的耐久性破坏主要包括钢筋的锈蚀、混凝土的碳化、冻融破坏、侵蚀性介质的破坏和碱骨料反应等。
混凝土硫酸盐侵蚀是危害性较大的一种侵蚀性介质破坏,是影响混凝土耐久性的重要因素之一,也是影响因素最复杂、危害性最大的一种环境水侵蚀。
沿海和内陆盐湖地区,尤其是在含酸性地下水以及高黏土土壤环境中大多含有硫酸盐,混凝土本身也有可能带有硫酸盐,在各种条件下对混凝土产生侵蚀作用,使混凝土发生膨胀、开裂、剥落等现象,丧失强度和粘性,使其内部机构发生破坏,最终导致混凝土的耐久性降低。
在我国沿海和内陆盐湖地区,天津、河北、山东、青海等地区存在大量盐碱地区,近年来在我国公路、桥梁、水电、海港等工程以及建筑物基础中均发现混凝土结构物受硫酸盐的问题,严重的甚至导致了混凝土结构物的破坏,使得结构还没有达到其预期的设计使用寿命就过早地发生破坏,造成了严重的工程事故和巨大的经济损失。
因此,混凝土硫酸盐侵蚀问题受到了广大研究工作者的重视。
图1:普通混凝土在盐湖环境下的破坏情况美国、加拿大的很多地区也含有硫酸盐土壤,曾经发生过诸多混凝土下水管、混凝土基础、涵洞等的破坏情况。
美国加利福尼亚洲南部广大地区的土壤富含硫酸盐,硫酸盐往往以石膏形式存在。
住宅的混凝土浇灌2到4年后,因受到硫酸盐侵蚀表面粉化,砂浆脱落,骨料外露,还有胀裂和微小的裂缝。
研究现状1、国外研究现状(1)1892年,米哈埃利斯首次发现硫酸盐对混凝土的侵蚀作用,在侵蚀的混凝土中发现针状晶体,并称为“水泥杆菌‘,实质上就是钙矾石。
(2)1902年,前苏联发现环境水侵蚀事例,此后各国相继发现混凝土结构受环境水侵蚀的事例。
(3)1923年美国学者米勒开始在硫酸盐土壤中进行混凝土的侵蚀实验。
(4)美国的标准局、农垦局,对混凝土处在含硫酸盐的水中的破坏问题,做了许多室内室外实验,25年后得出:混凝土的密实性和不透水性对混凝土耐久性有重要意义。
(5)Mehta在研究中指出,含硅粉的混凝土具有较好的抗硫酸盐腐蚀性,但硫酸氨腐蚀性却相反。
2、国内研究现状(1)我国上世纪50年代开展了混凝土的抗硫酸盐侵蚀研究,取得了很大进步(2)铁科院抗硫酸盐腐蚀小组结合我国很多地区的硫酸盐状况,开展了硫酸盐寝室的室内和室外实验。
(3)1981年,中国建筑材料研究院制定了抗硫酸盐侵蚀的快速试验法(4)1986年,铁道部在修订了《铁路混凝土及砌石工程施工规范》中提到随着环境的不同,混凝土的抗侵蚀标准和防护措施的变化(5)1991年,我国颁布了《建筑房腐施工及验收规范》,标志着我国在抗硫酸盐侵蚀应用和研究相比过去有了很大进步。
3、目前研究的不足之处(1)对混凝土硫酸盐侵蚀破坏机理的认识停留在表面,缺乏深入的全面的系统研究具体体现在以下方面:钙矾石与石膏的形成条件、结晶速度,结晶数量与结晶压力的关系;混凝土的工作条件与硫酸盐侵蚀的类型、速度只是定性研究,缺乏定量的深入研究。
(2)我国的环境水侵蚀判定标准GB749-65试验方法基本上沿用了前苏联1954年的标准CH249和H114-54,未能反映近年来硫酸盐侵蚀研究方面的新进展和新成果。
(3)缺乏对防治硫酸盐侵蚀方法的研究。
对混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理认识不够,在处理和修补受硫酸盐破坏的建筑物时,由于材料选取不当无法达到预期效果。
(4)没有建立相应的数学模型来定量研究侵蚀程度与影响因素之间的关系。
4、硫酸盐侵蚀理论模型(1)基于热动力学的硫酸盐膨胀理论加拿大渥太华大学的Ping 和Beaudoin(1992)基于热动力学提出了硫酸盐膨胀理论。
该理论认为钙矾石与水泥胶体之间的结晶化压力是引起膨胀的主要因素,理论还认为温度也是引起膨胀量的一个因素,因为它能提高固体产物的结晶化压力。
(2)热动力学平衡方程模拟硫酸盐反应西班牙加泰罗尼亚理工大学的Casanova等利用热动力学平衡方程模拟硫酸盐侵蚀反应,该方法用球形几何模型模拟硫酸盐对混凝土的腐蚀程度。
研究结果表明采用物理和化学相结合的方法对混凝土结构腐蚀程度进行预测可以得到良好的效果。
(3)非饱和溶液中的数学模型加拿大魁北克拉瓦尔大学的Marchand(2002)在低浓度硫酸钠溶液对混凝土耐久性的影响方面进行了理论分析,并提出一个在非饱和溶液中的数学模型。
此模型既考虑了离子和流体的扩散,也考虑了固相的化学平衡。
运用这个数学模型可以分析不同水灰比、不同类型水泥、不同硫酸盐浓度以及不同的潮湿度对扩散性能的影响规律。
结果表明:暴露在低浓度的硫酸钠溶液中,混凝土的微观结构将发生明显的改变。
硫酸盐粒子在材料中的渗透不仅是钙矾石和石膏生成的原因,而且也是氢氧化钙分解,脱钙的原因。
模拟数据进一步说明了水灰比是控制混凝土耐久性的一个重要指标。
5、研究存在的问题(1)如何量化微观结构变化对材料宏观力学性能与微观离子扩散的影响。
(2)混凝土硫酸盐侵蚀引起的材料劣化问题需要更多非加速试验数据与现场实测数据的检验。
(3)理论模型中对于表面裂缝内离子的扩散研究很缺乏,混凝土硫酸盐侵蚀还需考虑多种离子耦合作用及干湿交替等不利环境的影响。
(4)研究主要以实验手段为主,缺乏成熟可靠的理论模型。
研究目的混凝土结构凭借着大量的优点而成为土木工程结构设计中的首选形式,虽然新的结构计算理论和新型建筑材料的出现,将来还会产生许多新的结构形式,但钢筋混凝土结构仍然是新世纪最常用的结构形式之一。