水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法
水泥产品的相关标准
水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性试验方法
4
GB/T 5483-2008
天然石膏
5
GB/T 8074-2008
水泥比表面积测定方法（勃氏法）
6
GB 9774-2010
水泥包装袋
7
GB/T 12573-2008
水泥取样方法
8
GB/T 12959-2008
水泥水化热测定方法
水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法
3
GB/T 750-1992
水泥压蒸安定性试验方法
4
GB/T 1346-2011
水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性试验方法
5
GB/T 5483-2008
天然石膏
6
GB/T 8074-2008
水泥比表面积测定方法（勃氏法）
7
GB 9774-2010
水泥包装袋
8
GB/T 12573-2008
水泥取样方法
10
GB/T 17671-1999
水泥胶砂强度检验方法（ISO法）
11
GB/T 26748-2011
水泥助磨剂
12
JC/T 742-2009
掺入水泥中的回转窑窑灰
1
特种水泥：
5、低热微膨胀水泥
GB/T 176-2008
水泥化学分析方法
2
GB/T 203-2008
用于水泥中的粒化高炉矿渣
3
8
GB 9774-2010
水泥包装袋
9
GB/T 12573-2008
水泥取样方法
10
GB/T 17671-1999
水泥胶砂强度检验方法（ISO法）
11
公路工程水水泥抗硫酸盐试验检测技术
公路工程水水泥抗硫酸盐试验检测技术摘要：在建筑工程中，水泥混凝土是其重要组成部分，其性能直接关系到建筑物的安全与稳定。
硫酸盐腐蚀是影响水泥混凝土安全运行的重要危险因子。
因此，在现有的研究基础上，需要结合有关实验方法和实验资料，采取行之有效的技术措施，改进和提高水泥混凝土的性能。
关键词：公路工程；水泥混凝土；抗硫酸盐引言硫酸盐腐蚀是影响建筑物安全和质量的重要因素，因此，如何有效地处理硫酸盐腐蚀已成为目前建设中的一个重要课题。
通过水泥混凝土的耐硫酸盐腐蚀实验，探讨了硫酸根对混凝土腐蚀的影响。
提高水泥的耐硫酸盐腐蚀能力，使其在建筑施工中得到更好的应用，从而保证结构的稳定。
一、硫酸盐侵蚀水泥混凝土的基本原理（一）钙矾石结晶钙矾石晶体腐蚀是一种常见的腐蚀形式，它对混凝土结构的损伤很大。
硫酸盐与水泥混凝土中的 Ca (OH)2反应，得到硫酸钙（CaSO4·2H2O)；水化作用下，水泥混凝土中的铝酸钙与硫酸钙发生反应，从而得到了高硫酸盐水化硫铝酸钙。
硫酸盐腐蚀会在混凝土结构的内部空隙中产生钙矾石，而钙矾石则会使水泥混凝土产生固体体积膨胀，从而导致混凝土裂缝，破坏混凝土的内部结构。
一般而言，硫酸盐的浸蚀强度是由钙矾石的结晶扩展量决定的。
此外，随着硫酸盐酸度的升高，钙矾石的结晶性腐蚀也会加剧。
（二）石膏结晶在硫酸盐浸渍作用下，当SO4浓度达到一定程度时，会出现钙矾石和石膏晶体，在形成石膏晶体时，使原有的固相结构发生变化，导致水泥混凝土的内部结构受到破坏。
（三）物理侵蚀由于硫酸盐的浓度太高，会导致水泥混凝土的结晶析出，形成结晶，在水泥混凝土的孔隙中会发生膨胀，并在一定程度上形成结晶压力，如果结晶的压力超过了抗拉强度，那么就会导致混凝土的内部结构受到损伤。
因此，要想提高水泥混凝土的抗硫化能力，就必须按照硫酸盐腐蚀的基本理论，进行有针对性的实验，从而了解硫酸盐腐蚀的反应机制，从而判断和分析水泥混凝土的抗硫化能力。
混凝土抗硫酸盐腐蚀机理与防治策略探究
混凝土抗硫酸盐腐蚀机理与防治策略探究1、硫酸盐侵蚀混凝土劣化机理当环境中的硫酸盐离子进入水泥石内部以后，会与水泥石中的一些固相发生化学反应，生成一些难溶物引起的。
这些难溶物一般强度很低，并且在生成时会产生体积膨胀，引起混凝土的开裂、剥落和解体，此外还会使水泥石中的CH和C-S-H等组分溶出或分解，使混凝土失去强度和粘结力。
混凝土硫酸盐侵蚀主要有以下几种[1][2]。
1.1钙矾石膨胀破坏环境中的SO42-会与水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙（钙矾石，3CaO·Al2O3·CaSO4·32H2O）。
钙矾石是一种溶解度非常低的盐类矿物，即使在石灰浓度很低的溶液中也能稳定存在。
钙矾石晶体会结合大量的水分子，其体积比水化铝酸钙增加了2.2倍。
并且钙矾石在析出时会形成及其微细的针状或片状晶体，在水泥石中产生很大的内应力，引起混凝土结构破坏。
1.2石膏膨胀破坏当SO42- 大于1000mg/L时，同时水泥石的毛细孔被饱和石灰溶液填充的情况下，会有石膏晶体析出：Ca（OH）2+2H2O→CaSO4·2H2O+2OH-生成的CaSO4·2H2O体积增大1.24倍，导致混凝土内部膨胀应力增加而破坏；同时消耗了水泥水化生成的CH，使胶凝物质分解失去强度。
若水泥处于干湿交替状态，即使SO42-浓度不高，也往往会因为水分蒸发而使侵蚀溶液浓缩，石膏结晶侵蚀成为主导因素。
1.3MgSO4溶蚀-结晶破坏MgSO4破坏是最严重的一种，即使掺硅灰的混凝土也难以抵抗MgSO4的侵蚀。
因Mg2+与SO42-均为侵蚀源，二者相互叠加，构成严重的复合侵蚀。
除石膏或钙矾石的膨胀破坏外，还会使氢氧化钙转化为氢氧化镁，降低碱度，破坏C-S-H水化产物稳定存在的条件，使C-S-H分解，造成水泥基材强度与粘结性损失。
1.4碳硫硅钙石溶液-结晶型破坏在硫酸盐腐蚀过程中还会产生碳硫硅钙石（CaSO3·SCaSO4·CaSiO4·15H2O），其生成途径有两种，一是C-S-H与硫酸碳酸盐直接反应生成，二是由钙矾石过度相逐渐转变而成[3]。
抗硫酸盐腐蚀型混凝土
混凝土抗硫酸盐侵蚀研究作者摘要：本文介绍了混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理和分类以及混凝土硫酸盐侵蚀的影响因素。
主要综合说明了5种判断硫酸盐侵蚀混凝土的检验方法：快速法；膨胀法；干湿循环法I;干湿循环法II;氯离子渗透试验。
提出了4种改善方法：合理选择水泥及掺合料品种；提高混凝土密实性；采用高压蒸汽养护；增设必要的保护层。
Summary：This paper introduces the mechanism and classification of erosion of concrete sulfate and influence factors of concrete sulfate attack.5 methods for the inspection of sulfate attack concrete are described:Express method;Plavini;dry wet cycling method I;Dry wet cycling method II;Chloride ion penetration test.4 improvement methods are proposed:Reasonable selection of varieties of cement and admixture;Improve the density of concrete;High pressure steam curing;Add the necessary protective layer.关键词：硫酸盐侵蚀混凝土改善方法影响因素Key word： Sulfate attack Concrete Improvement method Influential factors一、研究背景自混凝土产生以来，就以其原材料来源广泛、强度高、可塑性好、成本低等优点被普遍应用在房建工程、桥梁工程、还有水利及其它工程中，随着社会的发展和科学技术的进步，环境污染也成为了人类面临的一大重要问题，在空气和水中都产生了大量的腐蚀性的物质，给混凝土结构的使用寿命带来了严峻的考验。
普通C40混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究
广东建材２００８年第８期表１Ｃ４０混凝土配合比材料水泥（ｋｇ／ｍ３）粉煤灰（ｋｇ／ｍ３）砂（ｋｇ／ｍ３）５～３１．５ｍｍ碎石（ｋｇ／ｍ３）水（ｋｇ／ｍ３）减水剂（ｋｇ／ｍ３）坍落度（ｍｍ）３／２８ｄ立方体抗压强度（ＭＰａ）用量３３０９０７０５１１０５１６８６．７２１４２／１６９３４．９／５０．２硫酸盐侵蚀是混凝土化学侵蚀中最广泛和最普通的形式。
硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、硫酸镁等硫酸盐均会对混凝土产生侵蚀作用。
在污水处理厂、化纤工业、制药、制皂业等厂房附近的地表水和地下水中由于硫酸盐浓度相对较高，混凝土结构物的硫酸盐侵蚀破坏现象较为常见。
硫酸盐侵蚀破坏是一个复杂的物理化学过程，多年以来，国内外许多学者在侵蚀机理方面作了大量的研究。
其破坏实质是，环境水中的硫酸根离子进入其内部，与水泥石中一些固相组分发生化学反应，生成一些难溶的盐类矿物而引起。
这些难溶的盐类矿物一方面可形成钙矾石、石膏等膨胀性产物而引起膨胀、开裂、剥落和解体，另一方面也可使硬化水泥石中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。
当硫酸盐浓度较高时干湿交替作用下会发生硫酸盐结晶破坏，结晶的硫酸盐会产生类似冻融的膨胀破坏，集料的坚固性实验就是直接用饱和Ｎａ２ＳＯ４溶液干湿交替５循环后的质量损失来衡量。
通常情况下，混凝土受硫酸盐侵蚀后表面泛白，风干后更为明显，损坏通常在棱角处开始，进而表面剥落，伴随着着裂缝发育层层推进，极端情况下有可能导致结构崩溃。
１原材料、试验方法及试验结果选用佛山某混凝土搅拌站日常供应Ｃ４０商混实际使用的混凝土原材料。
水泥为英德龙山水泥有限公司生产的海螺牌Ｐ．Ｏ４２．５Ｒ水泥，广电Ⅱ级粉煤灰，细集料为肇庆西江砂，细度模数２．９；粗集料为广州增城永和石场生产的５～３１．５ｍｍ花岗岩碎石；减水剂采用佛山瑞安建材科技有限公司生产的ＬＳ－３００缓凝高效减水剂。
具体配比见表１。
按标准成型１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×５５０ｍｍ的混凝土抗折试件６个，试件于２０±２℃静停２４小时，脱模。
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。
硫酸盐侵蚀试验整理
大部分的土壤中含有硫酸盐，以石膏(CaSO4.2H20)的形式存在(一般以S04计含0.01%一0.05%)，此含量对混凝土无害。
在正常温度下，石膏在水中的溶解度很有限。
地下水中硫酸盐浓度较高，通常是由于存在硫酸镁、硫酸钠和硫酸钾所致;农村土壤和水中常常含有硫酸馁。
用高硫煤为燃料的锅炉和化学工业的排放物中可能会含有硫酸。
沼泽、采矿坑、污水管中有机腐殖物的分解会生成H2S，H2S会由于细菌的作用转变成硫酸。
混凝土冷却塔的用水，可能会由于水的蒸发而含有高浓度的硫酸盐。
因此在自然水和工业水中，硫酸盐的侵害不容忽视。
从硫酸根的来源看，混凝土的硫酸盐侵蚀可分为内部和外部侵蚀。
内部侵蚀是由于混凝土组分本身带有的硫酸盐引起的，而外部侵蚀是环境中的硫酸盐对混凝土的侵蚀。
外部侵蚀可分为两个过程:(1)由环境溶液进入混凝土孔隙中，这是一个扩散过程，其速率决定于混凝土的抗渗性;(2)内部SO42-与其他物质的反应过程。
近年来，由于含硫酸盐外加剂及含硫酸盐集料的大量采用，内部硫酸盐侵蚀也成为研究热点。
与外部侵蚀相比，内部侵蚀的化学实质也是SO42-与水泥石矿物的反应，但由于SO42-来源不同，内部侵蚀又具有与外部侵蚀不同的特点，内部侵蚀中，母体内部的SO42-从混凝土拌和时就己存在，不经过扩散即可与水泥石中的矿物发生侵蚀反应，而SO42-的浓度随反应的进行而减少，因此侵蚀速率则随母体龄期增长而趋于降低。
本课题重点探讨由外部引起的侵蚀。
水泥混凝土受侵蚀破坏主要是水泥石的受侵蚀破坏。
在水泥侵蚀破坏诸多类型中，产生的侵蚀内因基本一致，但以外部侵蚀介质的硫酸盐，镁盐侵蚀最为严重。
所以，进行水泥混凝土的抗硫酸盐，镁盐侵蚀，对提高普通水泥混凝土的抗侵蚀研究具有代表性和普遍性。
①离子的影响Bonen和cohen[曾调查过硫酸镁溶液对水泥浆的影响，提出镁离子最初在暴露面上形成一层氢氧化镁沉淀。
因为其溶解度低，镁离子不易通过这层膜深入其内部，但应加以注意的是，氢氧化镁的形成消耗了大量的ca(oH)2，其浓度的下降使得溶液的PH值下降，为了保持稳定性，C-S-H凝胶释放出大量的到周围的溶液中，ca(oH)2来增加PH值，这最终导致C-S-H凝胶的分解，在侵蚀的高级阶段，C-S-H凝胶中的Ca2+能够完全被Mg2+完全替代，形成不具有胶结性的糊状物。
混凝土的硫酸盐腐蚀
单硫酸盐 作用下混 凝土腐蚀
耦合-硫 酸. 盐腐
蚀
化学耦 合-硫酸 盐腐蚀
物理耦合 （包括荷载） -硫酸盐腐蚀.
4.1 单硫酸盐作用下混凝土腐蚀
William 等的研究表明：硫酸根离子从 1%变化到 4%时，混凝土 的腐蚀情况加重明显。
Santhanam等系统地研宄了混凝土在不同硫酸盐腐蚀环境中的腐蚀 机理，总结了混凝土抗硫酸盐腐蚀的试验方法的发展历程，并给出了 硫酸盐腐蚀模型的临界参数取值。
Aanthanam 研究了水泥含铝量对混凝土硫酸盐侵蚀的影响，研究结 果表明低铝水泥可以明显提高钙矾石型硫酸盐侵蚀能力。
Shikrk 通过实验得出：随着硅灰掺量的增加，混凝土的抗硫酸钠腐 蚀能力随之提高，但抗硫酸镁能力逐渐降低。
4.1 单硫酸盐作用下混凝土腐蚀
Rozirre等进行了混凝土和砂浆在PH值为常量的硫酸盐腐蚀 环境中的性能退化，研究表明在水泥中掺入30%的粉煤灰可 以提高砂浆和混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力，在水泥中掺入 0160%的高炉矿渣时04混凝土的性能最好。
2
03 硫酸盐腐蚀的机理
3
石膏结晶 型侵蚀
当侵蚀溶液中的硫酸根离子浓度大于1000mg/L时，且水泥石孔隙为 饱和的石灰溶液所填充，发生如下反应：
生成二水石膏，使体积膨胀，产生内应力，当内应力大于混凝土的极限 抗拉强度时就会产生破坏，使混凝土内部开始出现裂缝。
当混凝土具备硫酸根离子、碳酸根离子、SiO3基团、且温度低 15℃、充足水的条件下。水泥基材料中的C-S-H凝胶转变成一种灰白 色、无胶凝能力的烂泥状物质碳硫硅钙石，导致水泥基材料强度大幅 度降低甚至完全丧失强度。
1
硫酸盐结 晶型侵蚀
3
石膏结晶 型侵蚀
混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法研究
强度 比来定义抗腐蚀 系数 容易造成混凝土抗蚀 性能 的假象 。而用抗压强度 比来定义抗腐蚀系 数显然可 以避免这方面 的问题 。 干湿循环法该法 的斌验过程与 国内一些科 研单位提 出的相似 ，但具体的评价指标方面变 化较大 。 试件标养 ２ ｄ进行干湿循环试验。 ８ 大致 循环制度是 ：试件在适宜 的侵蚀溶液 中浸泡一 段时 间，然后放人一定温度的烘箱中烘干一段 时间 ， 冷却称重 以及测抗压强度为一循环。 固定 每 一循环的时间 。 每隔一定循环后称一次质量 ， 并做一组抗压强度试验 ，同时观察经过循环后 混凝土表面 的破损情况 。
Ｇ ７９ １６ Ｇ Ｂ ４ — ９ ５、 Ｂ／＇ ４ ０ １ ８ 、 １ ２ — ９ １ ＧＢ／Ｔ ４ ＇ ２ ７９
另 两组 分 别 浸 泡 在 ０３ ｜％的 Ｎ ２ 和 ３ 的 ａ Ｓ ％ Ｎ ２ 液 中 ， ７ｃ烘 ７ ， ａＯ溶 ｓ 于 ５ ｃ ｈ 冷却 ｌ ， ｈ 以此作 为 一个循环 ， 共进 行 ２ ８个循环 ， 然后测 试砂浆 的抗折强度 ， 并按下式计算 其相对抗折强度 Ｋ： Ｋ＝砂 浆在硫 酸钠 溶液 中循 环后 的抗 折强 度 ， 砂浆在 自 来水 中相 同循环后 的抗折强度 ，最后 试 验结果 以 Ｋ值 的大， 来相 对 的评 价砂 浆 的 ｌ 、 抗侵蚀性能 。 正在修订 中的 ＧＢ ２ ８ 普通混凝土 长 Ｊ ８ — ５《 期性能与耐久性试验方法标准》 混凝土抗硫酸 ， 盐侵蚀是其 中的重要 一部分 。该标准在修订 过 程 中提 出将 混 凝 土 抗 硫 酸 盐 侵 蚀 试 验 方 法 按 混 凝 土的强度等级分 为“ 全浸泡 法” 干湿循环 和“ 法” 两类 ， 强度 等级 在 Ｃ ０以下 的普 通混 凝 土 ３ 拟 采用 “ 全浸泡 法 ” 强度等 级在 Ｃ ０以上 （ ， ３ 含 Ｃ ０ 的普通混凝土拟采用于湿循环法。这两种 ３） 方法最后能否采用 尚不清楚 ，但是其独到之处 值得学习 、 借鉴 ， 下面就两 种方法做简单 介绍 。 全 浸 泡 法 该 法 成 型 ｉ０ ｍ ×１０ ｍ ×ｌ０ ｍ ０ｒ ａ ０ｒ ａ ０ｒ ａ 的混凝土试件 ， 标养 ２ ｄ将试件取 出， ８ 然后移 人 ５ ａ ％Ｎ ￣Ｏ 溶液 中， 侵蚀龄期从试件移人起开 始 计算 。按试验设计龄期分别取 出一组试件测定 在侵蚀介质 中以及清水 ｌ相 同龄期 、相 同配 比 ｛ １ 的混凝土抗压强度 ， 出抗腐蚀系数 Ｋ值 。 求 该法 与以往 国家标准方法主要 的不 同点是 抗 腐蚀系数不再 沿用 以往方 法的抗折强 度 比。 硫酸盐侵蚀混凝土后会在混凝 土内部产生 一定 最 的钙矾石 ，这种矿物一般具有典型 的发射形 针状结构 且瓦相 紧密搭接 ，这样的结构对于提 高 混 凝 土 的抗 折 强 度 是 很 有 利 的 ，因 此 用 抗 折
矿渣-高贝利特硫铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀机理的研究
第42卷第8期2023年8月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.8August,2023矿渣-高贝利特硫铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀机理的研究裴天蕊1,齐冬有2,邹德麟3,蔡永慧1,汪智勇2,郝禄禄3,王亚丽1,张㊀钰2,刘洪印3(1.北京工业大学材料与制造学部,北京㊀100124;2.建筑材料工业技术监督研究中心,北京㊀100024;3.中核国电漳州能源有限公司,漳州㊀363300)摘要:硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性的一个重要影响因素,为进一步提高高贝利特硫铝酸盐水泥(HB-CSA)基混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,在HB-CSA 中掺入粒化高炉矿渣(GBFS)以提高HB-CSA 抗硫酸盐侵蚀性能㊂采用抗蚀系数来评价矿渣对HB-CSA 砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响,并结合X 射线衍射分析法㊁热重分析法㊁压汞法㊁扫描电子显微镜等测试方法,从微观层次对抗硫酸盐侵蚀机理进行了研究㊂结果表明,矿渣可以提高HB-CSA 的抗硫酸盐侵蚀性能,HB-CSA 的抗蚀系数可提高至1.51㊂GBFS-HB-CSA 体系在抗硫酸盐侵蚀过程中,矿渣颗粒对HB-CSA孔结构的填充细化起主要作用,SO 2-4和Ca(OH)2共同激发矿渣中Al 2O 3与SiO 2水化生成凝胶和钙矾石(AFt),凝胶和AFt 填充在浆体孔隙中,细化了浆体孔径,使浆体结构密实,降低了离子渗透性,从而提高HB-CSA 抗硫酸盐侵蚀的能力㊂关键词:高贝利特硫铝酸盐水泥;矿渣;硫酸盐侵蚀;水化产物;微观结构;填充效应中图分类号:TQ172.72㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)08-2683-09收稿日期:2023-04-13;修订日期:2023-05-19作者简介:裴天蕊(1997 ),女,博士研究生㊂主要从事低碳水泥的研究㊂E-mail:157****2092@通信作者:王亚丽,博士,教授㊂E-mail:wangyali1978@Resistance Mechanism of Slag-High Belite Sulfate-Aluminate Cement to Sulfate AttackPEI Tianrui 1,QI Dongyou 2,ZOU Delin 3,CAI Yonghui 1,WANG Zhiyong 2,HAO Lulu 3,WANG Yali 1,ZHANG Yu 2,LIU Hongyin 3(1.Faculty of Materials and Manufacturing,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China;2.Technical Supervision &Research Center for China Building Materials,Beijing 100024,China;NP Guodian Zhangzhou Energy Co.,Ltd.,Zhangzhou 363300,China)Abstract :Sulfate attack is an important factor affecting the durability of concrete.In order to further improve the sulfate attack resistance of high belite sulfate-aluminate cement (HB-CSA)based concrete,the granulated blast-furnace slag (GBFS)was added into HB-CSA to improve the sulfate attack resistance of HB-CSA.Corrosion resistance coefficient was used to evaluate the effect of slag on the sulfate attack resistance of HB-CSA bined with X-ray diffraction analysis,thermogravimetry,mercury injection,scanning electron microscope and other testing methods,the mechanism of sulfate attack resistance was studied from the microscopic level.The results show that slag can improve the sulfate attack resistance of HB-CSA,and its corrosion resistance coefficient increases to 1.51.In the process of GBFS-HB-CSA resistance to sulfate attack,slag particles play a major role in the filling and refining of the cement pore structure of HB-CSA.SO 2-4and Ca(OH)2jointly stimulate the hydration of Al 2O 3and SiO 2in the slag to produce gel and ettringite (AFt).The gel and AFt fill in the slurry pores to refine the pore size of the slurry,which makes the slurry structure dense and reduces the ionic permeability,thus improving the ability of HB-CSA to resist sulfate attack.Key words :high belite sulfate-aluminate cement;slag;sulfate attack;hydration production;microstructure;filling effect2684㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷0㊀引㊀言混凝土服役过程中复杂的环境因素(如温度㊁湿度㊁侵蚀性离子等)会对混凝土耐久性产生影响,其中硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性的一个重要影响因素㊂这主要是因为硫酸盐侵蚀会导致混凝土体积膨胀,产生开裂和崩坏,使混凝土服役寿命减短,进而造成大量人力物力损失[1-2]㊂提高水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能是提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的一条重要途径㊂研究表明,硅酸盐水泥水化产物中的铝相与Ca(OH)2易受硫酸盐侵扰,在硫酸根离子的参与下生成钙矾石(AFt),产生膨胀应力进而破坏水泥石内部结构,即铝酸三钙(C3A)和硅酸三钙(C3S)的水化产物是硫酸盐侵蚀时的主要作用相[3],因此,降低C3A和C3S的含量,可以提高水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀能力㊂以无水硫铝酸钙(C4A3 S)和硅酸二钙(C2S)为主要矿物的硫铝酸盐水泥(sulfate-aluminate cement, CSA)是一种快凝快硬的水硬性胶凝材料,具有凝结硬化快㊁早期强度高㊁微膨胀等性能[4]㊂CSA中不含C3A 和C3S,具有较好的抗硫酸盐侵蚀潜力㊂CSA中约有15%(质量分数)的石膏,在CSA水化过程中,随着石膏量逐渐减少,AFt会转化成为单硫型水化硫铝酸钙(AFm),此时外界侵蚀的SO2-4能与AFm反应转化为AFt,密实结构进而封堵孔隙[5],延长离子扩散路径,起到提高抗硫酸盐侵蚀能力的作用㊂此外,CSA中C2S水化生成少量的Ca(OH)2,Ca(OH)2和铝胶(AH3)在SO2-4存在下会反应生成AFt,进一步填充孔隙,增加基体的致密性㊂Zhang等[6]发现把CSA作为再生骨料的表面涂层,可以减少Ca(OH)2在界面过渡区的定向生长,使界面过渡区结构更加密实,进而提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力㊂CSA虽然具有优良的性能,但是原料依赖于高品质铝矾土,生产成本较高,目前并未大规模应用[7]㊂为降低成本与能耗,研究人员在CSA的基础上,用工业废渣和低品位石灰石替代优质铝矾土和石灰石原料烧制出高贝利特硫铝酸盐水泥(high belite sulfate-aluminate cement,HB-CSA)[8]㊂HB-CSA和CSA同样以C2S 和C4A3 S作为主要矿物,除具有CSA的优异特性外,还具有更好的体积稳定性和后期强度,同时碳排放较低[9]㊂但是,由于HB-CSA中C2S含量达40%(质量分数)[10],C2S水化较慢且会生成Ca(OH)2,Ca(OH)2在硫酸盐侵蚀过程中会反应生成硫酸钙,引起体积膨胀,可能会导致微裂纹产生,产生更多的侵蚀通道,使得HB-CSA的抗硫酸盐侵蚀性能弱于CSA[11],因此有必要改善HB-CSA的抗硫酸盐侵蚀性能㊂粒化高炉矿渣(granulated blast-furnace slag,GBFS)是一种常见的工业固废,比表面积较高并具有潜在水硬性与火山灰活性[12]㊂矿渣可以起成核剂的作用并填充水泥浆体结构,减少侵蚀离子扩散通道㊂此外,矿渣还可以被Ca(OH)2或外界硫酸盐激发持续水化,通过自身的水化作用,与固化侵入的SO2-4形成类水滑石[13],进一步填充浆体的孔隙,增强水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能㊂因此,在水泥基材料中掺加GBFS 是一种有效的提高水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能的手段[13-15]㊂但目前对于矿渣-高贝利特硫铝酸盐水泥(GBFS-HB-CSA)的抗硫酸盐侵蚀性能的研究尚少,为探究矿渣对HB-CSA抗硫酸盐侵蚀性能的影响,本研究首先用抗蚀系数(K值法)对GBFS-HB-CSA的抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价,再进一步利用X射线衍射(XRD)㊁热重(TG)分析㊁压汞测试(MIP)与扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,对GBFS-HB-CSA的物相组成及微观结构进行分析,揭示了GBFS-HB-CSA的抗硫酸盐侵蚀机理,研究结果将为HB-CSA基混凝土在恶劣环境中的服役提供理论依据㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料及配合比水泥为唐山北极熊建材有限公司生产的高贝利特硫铝酸盐水泥,强度等级为42.5,比表面积为480m2/kg㊂矿渣采用九江赣弘矿粉建材有限公司生产的S95粒化高炉矿渣,密度为2.86g/cm3,比表面积为560m2/kg㊂两种原材料的化学组成见表1㊂本试验共制备了6组不同矿渣掺量的试样,矿渣掺量分别为0%㊁15%㊁30%㊁45%㊁60%和75%(质量分数),具体配合比见表2㊂砂浆的胶砂比为1ʒ2.5,砂浆和净浆的水胶比均为0.5㊂砂浆试样成型时,首先将搅拌好的浆体浇筑到10mmˑ10mmˑ60mm的模具中,并在7.8MPa的压力下保持5s㊂然后取出模具刮第8期裴天蕊等:矿渣-高贝利特硫铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀机理的研究2685㊀平,并在温度为(20ʃ1)ħ㊁相对湿度大于95%的环境下养护24h 脱模㊂之后将试样在水中养护28d 取出,空白组放在水中养护,试验组浸泡在质量分数为3%的Na 2SO 4溶液中,将浸泡试样的塑料容器置于(20ʃ1)ħ的环境中,并加上盖子密封,以防止水分蒸发改变Na 2SO 4溶液的浓度㊂各试样在Na 2SO 4溶液中的浸泡龄期为28㊁60㊁180d㊂净浆试样采用20mm ˑ20mm ˑ20mm 的模具成型,养护条件与砂浆一致㊂净浆试样浸泡至规定龄期后,取出敲碎,放入乙醇中浸泡48h,然后置于40ħ真空干燥箱中烘干㊂试样将在清水与3%的Na 2SO 4溶液中分别浸泡至相应龄期,其中GBFS-30-Water-28d 表示在清水中养护28d 的矿渣掺量为30%(质量分数)的试样,其他试样编号以此类推㊂表1㊀原材料的化学组成Table 1㊀Chemical composition of raw materialsMaterialMass fraction /%CaO SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3MgO SO 3TiO 2Other HB-CSA 49.5810.5810.26 1.39 3.3524.1100.73GBFS 38.6031.5711.850.5712.11 3.060.66 1.58表2㊀原材料配合比Table 2㊀Mix proportion of raw materialsSample Mass fraction /%HB-CSA GBFS GBFS-01000GBFS-158515GBFS-307030GBFS-455545GBFS-604060GBFS-7525751.2㊀试验方法1.2.1㊀抗蚀系数参照‘水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法“(GB /T 749 2008),用抗蚀系数K 表征试样的抗硫酸盐侵蚀性能,K 按式(1)计算㊂K =R 液/R 水(1)式中:R 液和R 水分别表示浸泡在Na 2SO 4溶液和水中的砂浆试样的抗折强度,MPa㊂1.2.2㊀XRD 测试采用日本岛津XRD-7000型X 射线衍射仪对试样进行物相组成分析,Cu 靶,管电压为40kV,管电流为30mA,步长为0.02ʎ,扫描范围为5ʎ~60ʎ㊂1.2.3㊀TG 测试采用德国NETZSCH STA 490C 同步热分析仪进行热重-差示扫描量热测试,在N 2气氛下,以10ħ/min的升温速率从30ħ升温至600ħ㊂对水化产物中铝胶和钙矾石含量进行半定量计算㊂铝胶的特征失水温度为240~300ħ,在此温度范围内铝胶失去所有结合水,故水化产物中铝胶含量可通过式(2)计算[10]㊂w (AH 3)=x ˑM AH 3M H 2O ˑ3(2)式中:w (AH 3)表示水化产物中铝胶的含量,%;x 表示试样在240~300ħ的失重率,%;M AH 3表示铝胶的摩尔质量,g /mol;M H 2O 表示水的摩尔质量,g /mol㊂钙矾石分子中有32个水,占总质量的45.9%,在50~110ħ脱去20个水,在110~180ħ脱去6个水,在180~500ħ脱去6个水[16]㊂研究表明,在50~110ħ时与其他水化产物特征温度重叠最少[17],因此计算温度范围取50~110ħ,水化产物中钙矾石含量可通过式(3)计算㊂2686㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷w (AFt)=y ˑM AFt M H 2O ˑ20(3)式中:w (AFt)表示水化产物中钙矾石的含量,%;y 表示试样在50~110ħ的失重率,%;M AFt 表示钙矾石的摩尔质量,g /mol;M H 2O 表示水的摩尔质量,g /mol㊂1.2.4㊀孔结构测试将烘干的净浆试样剪切成尺寸约10mm ˑ10mm ˑ10mm 的小块,再采用美国Micromeritics 公司生产的AutoPore IV 9500V1.09压汞仪对水泥净浆孔结构进行测试㊂1.2.5㊀微观形貌测试采用美国FEI 公司生产的Quanta 250FEG 型扫描电子显微镜对试样水化产物进行微观形貌测试㊂2㊀结果与讨论2.1㊀矿渣对HB-CSA 抗蚀系数的影响矿渣掺量对HB-CSA 抗蚀系数的影响如图1所示㊂由图1可知,在掺入矿渣之后,HB-CSA 抗蚀系数增加,其抗硫酸盐侵蚀性能增强㊂随着矿渣掺量的增加,28㊁60d 试样的抗蚀系数逐渐增大,水化180d 的试样抗蚀系数先增加后降低㊂GBFS-0-Na 2SO 4-28d 试样抗蚀系数为1.27,即使侵蚀龄期到180d,抗蚀系数仍有1.08,表明试样自身具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能㊂随着矿渣掺量增加,试样抗蚀系数逐渐增加㊂侵蚀龄期为28d 时,随着矿渣掺量增加,GBFS-HB-CSA 抗蚀系数从1.27逐渐增加到1.51(矿渣掺量为75%)㊂随着侵蚀时间增加,试样抗蚀系数逐渐减小,侵蚀龄期到180d 时,除GBFS-30-Na 2SO 4-180d 试样外,其他试样抗蚀系数下降约0.2㊂当矿渣掺量为75%时,28㊁60㊁180d 龄期试样的抗蚀系数分别为1.51㊁1.35和1.29,比空白组分别提高了18.23%㊁14.34%和19.44%㊂由此可见,掺入矿渣可以显著提高HB-CSA 砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能㊂2.2㊀GBFS-HB-CSA 体系XRD 分析图2为GBFS-HB-CSA 体系在3%Na 2SO 4溶液及清水中浸泡28d 后的XRD 谱㊂水化28d 时,HB-CSA 主要水化产物是AFt 相,此外浆体中还含有大量石膏㊂各组试样于3%Na 2SO 4溶液中浸泡28d 后,石膏含量均高于在水中浸泡的试样,这是因为溶液中的SO 2-4与硬化浆体中的Ca(OH)2进行阳离子交换生成石膏㊂在掺入矿渣之后,GBFS-HB-CSA 的水化产物种类没有发生变化㊂随着矿渣掺量增大,石膏含量不断降低㊂HB-CSA 含有大量石膏,矿渣部分取代水泥后不仅降低了水泥中的石膏含量,同时降低了水泥浆体碱度,不利于进一步生成石膏[18]㊂另一方面,可能矿渣比表面积较大,会细化水泥浆体的孔隙结构,阻碍外部的SO 2-4进入浆体内部,SO 2-4与Ca(OH)2反应受限,因此石膏生成量较少㊂图1㊀矿渣掺量对HB-CSA 抗蚀系数的影响Fig.1㊀Effect of GBFS content on corrosion resistance coefficient ofHB-CSA 图2㊀GBFS-HB-CSA 体系在3%Na 2SO 4溶液及清水中浸泡28d 后的XRD 谱Fig.2㊀XRD patterns of GBFS-HB-CSA system after soaking in 3%Na 2SO 4solution and water for 28d第8期裴天蕊等:矿渣-高贝利特硫铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀机理的研究2687㊀2.3㊀GBFS-HB-CSA 体系TG 分析图3(a)和(b)分别为GBFS-HB-CSA 体系在清水及3%Na 2SO 4溶液中浸泡28d 后的TG 和DTG 曲线㊂GBFS-0-Na 2SO 4-28d㊁GBFS-30-Na 2SO 4-28d 和GBFS-75-Na 2SO 4-28d 试样相较于养护于清水中的试样,水化产物总失重量变多,表明其水化产物增多(见图3(a))㊂由图3(b)可知,试样的失重峰主要在50~200ħ,表明随着矿渣掺量增加,各组AFt 含量减少,但在SO 2-4侵蚀之后,AFt 含量增加㊂根据文献[19],在250ħ左右的微小吸热峰与AH 3的失水有关㊂随着矿渣掺量增加,AH 3失重峰逐渐减小㊂GBFS-HB-CSA 浆体中AH 3来源有两个:1)HB-CSA 矿物中的C 4A 3 S水化生成AH 3,反应式如式(4)所示;2)矿渣中的Al 2O 3主要以玻璃体的形成存在,在水泥水化形成的Ca(OH)2及SO 2-4双重激发作用下,矿渣玻璃相中的Al 3+㊁AlO 5-4快速析出进入孔溶液,形成AH 3㊂由于矿渣活性较低,其对HB-CSA 早期AH 3和AFt 生成量的增加并无积极作用㊂但是,在3%Na 2SO 4溶液浸泡下,溶液中大量的SO 2-4通过毛细孔隙渗透到水泥基材料内部,与AH 3凝胶和Ca(OH)2反应生成AFt [20],反应式如式(5)所示㊂由表1可知,矿渣中Al 2O 3的含量为11.85%(质量分数),SiO 2的含量为31.57%(质量分数),大于HB-CSA 中的Al 2O 3和SiO 2含量,但Al 2O 3在SO 2-4作用下可能会导致AFt 延迟形成[21],不利于水泥基材料的长期抗硫酸盐侵蚀性能,这可能是180d 时砂浆的抗蚀系数有所下降的原因㊂C 4A 3 S +2C SH 2+34H ңC 6A S 3H 32(AFt)+2AH 3(4)AH 3+3CH +3C S +26H ңC 6A S 3H 32(5)图3㊀GBFS-HB-CSA 体系在清水及3%Na 2SO 4溶液中浸泡28d 后的TG-DTG 曲线Fig.3㊀TG-DTG curves of GBFS-HB-CSA system after soaking in water and 3%Na 2SO 4solution for 28d 整体而言,随着矿渣掺量增加,GBFS-HB-CSA 试样28d 质量损失率减少,主要表现为AFt 峰与AH 3峰的降低,即AFt 与AH 3含量减少㊂已知水化硅酸钙(C-S-H)凝胶失水温度在50~600ħ,AFt 失水温度在50~500ħ[16],二者失水温度重叠,因此通过DTG 失重峰高低与偏移程度仅能判断在侵蚀前后AFt 与C-S-H 凝胶的相对含量,因此通过TG 数据对AFt 和AH 3含量进行半定量计算㊂已知AH 3特征温度范围为240~300ħ,通过计算该温度范围内AH 3的失水率可得试样中AH 3的含量㊂图4(a)为AH 3热重分析半定量结果,GBFS-0-Water-28d㊁GBFS-30-Water-28d 与GBFS-75-Water-28d 试样AH 3含量分别为5.31㊁4.81与4.94g /(100g cement),在硫酸盐侵蚀之后,AH 3含量分别减少了0.40㊁0.33与1.05g /(100g cement)㊂AFt 的失重主峰在50~180ħ㊂为减少水化产物特征温度重叠峰对AFt 半定量结果的影响,在50~110ħ对AFt 含量进行分析[17]㊂AFt 热重分析半定量结果如图4(b)所示,GBFS-0-Water-28d㊁GBFS-30-Water-28d 和GBFS-75-Water-28d 试样中AFt 含量分别为77.74㊁63.79和49.15g /(100g cement),在3%Na 2SO 4溶液中浸泡后,试样的AFt 含量均有不同程度的增加,增量分别为8.37㊁8.76与9.42g /(100g cement)㊂GBFS-75-Na 2SO 4-28d 试样AFt 的增长量大于GBFS-0-Na 2SO 4-28d 试样,原因可能为SO 2-4侵蚀生成AFt 需同时具备Ca(OH)2和铝相,HB-CSA 水化产物中的铝相来源仅有AH 3一种,当HB-CSA 中掺入矿渣后,由于矿渣中含有11.85%(质量分数)的Al 2O 3,为AFt 结晶侵蚀的发生提供2688㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷了大量的铝,促进了SO 2-4侵蚀时AFt 的生成㊂根据以上分析,矿渣提高HB-CSA 抗蚀系数与水化产物生成量关系不大,需进一步研究矿渣对水泥硬化浆体孔结构的影响㊂图4㊀浸泡28d 净浆试样的AH 3与AFt 含量Fig.4㊀AH 3and AFt content of pastes after soaking 28d 2.4㊀GBFS-HB-CSA 体系孔结构分析水泥基材料的性能除与水化程度相关外,与孔结构也有着密切的关系,孔结构也会对水泥基材料的抗蚀系数产生较大影响[22]㊂图5为净浆试样孔径分布曲线㊂由图5(a)可知,GBFS-0-Water-28d 试样最可几孔径约为50nm,总孔隙率为36.71%(体积分数,下同),GBFS-0-Na 2SO 4-28d 试样最可几孔径约为25nm,总孔隙率为36.24%,表明在经过3%Na 2SO 4溶液侵蚀后,试样孔径向小孔方向移动,由有害孔向少害孔甚至是无害凝胶孔发展㊂当侵蚀龄期达180d 时,500nm 以下孔径明显细化,但500nm 以上孔数量也增多,总孔隙率达到36.68%㊂图5㊀净浆试样孔径分布曲线Fig.5㊀Pore size distribution curves of pastes 如图5(b)所示,在HB-CSA 中掺入75%的矿渣后,GBFS-75-Water-28d 试样孔径范围较宽,无明显最可几孔径,总孔隙率为36.22%,略低于GBFS-0-Water-28d 试样,这是因为矿渣细度大于HB-CSA,二者复掺时矿渣产生微集料填充效应,使粉体呈紧密堆积分布,粉体孔隙细化,水化浆体也更加密实㊂在Na 2SO 4溶液侵蚀28d 后,GBFS-75-Na 2SO 4-28d 试样最可几孔径约为20nm,小于GBFS-75-Water-28d 试样,总孔隙率也从36.22%降低至35.19%,与在清水中养护的试样相比,浆体中AFt 含量增加9.42g /(100g cement),AH 3含量减少1.05g /(100g cement),更多的AFt 穿插于硬化浆体内部,同时C-S-H 凝胶与AH 3填充于水泥浆体孔隙中,致使浆体孔径细化趋近于凝胶孔㊂凝胶孔含量增多使浆体对离子的渗透性变差,不利于Ca 2+溶出及SO 2-4向内迁移,因此抗蚀系数提高至1.51㊂这也是HB-CSA 水化产物生成量减少,但HB-CSA 抗硫酸盐侵蚀性能提高的原因㊂水化侵蚀龄期达180d 时,GBFS-75-Na 2SO 4-180d 试样硬化浆体部分孔径进一步细化,第8期裴天蕊等:矿渣-高贝利特硫铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀机理的研究2689㊀这是由于矿渣中Al 2O 3㊁SiO 2的水化活性被SO 2-4和Ca(OH)2充分激发,生成的水化产物进一步交错生长,C-S-H 凝胶有效填充孔隙,使结构更加密实㊂但浆体中100~200nm 孔增加,总孔隙率增加至36.47%,这可能是浆体中延迟AFt 生成使硬化浆体内部产生微膨胀所致㊂2.5㊀GBFS-HB-CSA 体系微观形貌分析图6(a)~(c)分别为GBFS-0-Water-28d㊁GBFS-0-Na 2SO 4-28d 及GBFS-75-Na 2SO 4-28d 净浆试样的表面SEM 照片㊂在图6(a)中,GBFS-0-Water-28d 试样表面较为平整,只有少量石膏生成㊂在经3%Na 2SO 4溶液浸泡后,HB-CSA 矿物表面被少数针棒状的AFt 与大量硫酸钙结晶所覆盖㊂表明试样在SO 2-4侵蚀后,水化产物中生成了大量石膏,同时AFt 逐渐暴露出来㊂掺入矿渣后的GBFS-75-Na 2SO 4-28d 试样表层的AFt 生长在矿渣颗粒周围,比GBFS-0-Na 2SO 4-28d 试样更为密集,这也证实了在Na 2SO 4侵蚀环境下,矿渣有利于AFt 的结晶生长㊂图7(a)~(c)分别为GBFS-0-Water-28d㊁GBFS-0-Na 2SO 4-28d 及GBFS-75-Na 2SO 4-28d 净浆试样的内部SEM 照片㊂由图7(a)和(b)可知,在清水与Na 2SO 4溶液二次养护28d 条件下,GBFS-0-Water-28d 与GBFS-0-Na 2SO 4-28d 试样内部形貌并无明显区别㊂GBFS-0-Na 2SO 4-28d 试样内部存在大量AFt,由于其水化龄期已达56d,所以AFt 形貌已趋于短棒状,只有少数针棒状的存在,表明HB-CSA 内部并未发生明显的侵蚀㊂在GBFS-75-Na 2SO 4-28d 试样内部能够观察到交错生长的短棒状AFt 与分散生长的C-S-H 凝胶㊁AH 3凝胶,相互填充细化结构,使浆体更加密实,抗蚀系数明显提高㊂对比图6和图7可知,Na 2SO 4对于GBFS-HB-CSA 复合胶凝体系的侵蚀分为两部分,一部分是表面侵蚀,另一部分是内部侵蚀㊂表面侵蚀时侵蚀矿物的生长空间较大,没有束缚,因此形貌特征清晰;而水泥基体内部孔径较小,SO 2-4未大量渗入浆体内部,只生成少量侵蚀AFt,可以降低水泥基材料的孔隙率,当AFt 生长受到限制时,就会产生内压力从而产生裂纹㊂图6㊀不同养护条件下净浆试样表面SEM 照片Fig.6㊀SEM images of pastes surface under different curingconditions 图7㊀不同养护条件下净浆试样内部SEM 照片Fig.7㊀SEM images of pastes inside under different curing conditions2690㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷2.6㊀GBFS-HB-CSA抗硫酸盐侵蚀机理图8㊀GBFS-HB-CSA 抗硫酸盐侵蚀机理示意图Fig.8㊀Mechanism diagram of GBFS-HB-CSA resistance to sulfate attack根据上述反应过程,探讨GBFS-HB-CSA 抗硫酸盐侵蚀机理㊂矿渣通过微核填充与SO 2-4环境下水化产物的二次生成而提高抗硫酸盐侵蚀性能㊂在硫酸盐侵蚀过程中,试样表面侵蚀矿物没有生长空间的束缚,可以生成体积大且结构完好的AFt 与石膏,但抗硫酸盐侵蚀能力主要取决于水泥石内部侵蚀情况,内部侵蚀机理示意图如图8所示㊂在HB-CSA 中掺入矿渣后,一方面,矿渣比表面积较大,会产生微集料填充效应,细化水泥浆体孔隙,另一方面,环境中大量的SO 2-4和HB-CSA 水化出的Ca(OH)2共同激发矿渣中Al 2O 3与SiO 2水化生成凝胶和AFt,使侵蚀过程中AFt 增量增加,凝胶(C-S-H 与AH 3)和AFt 填充在浆体孔隙中,使浆体结构密实,减少并延长侵蚀离子扩散通道,进而提高HB-CSA 抗硫酸盐侵蚀能力㊂3㊀结㊀论1)在3%Na 2SO 4溶液侵蚀环境下,矿渣的掺入显著提高了HB-CSA 的抗硫酸盐侵蚀能力,当矿渣掺量为75%(质量分数)时,GBFS-HB-CSA 的28d 抗蚀系数可达1.51㊂2)3%Na 2SO 4溶液浸泡促使GBFS-HB-CSA 水化产物Ca(OH)2与铝胶反应生成钙矾石㊂当矿渣掺量为30%与75%(质量分数)时,试样中铝胶含量分别减少了0.33与1.05g /(100g cement),钙矾石含量分别增加了8.76与9.42g /(100g cement)㊂3)SO 2-4和Ca(OH)2共同激发矿渣中Al 2O 3与SiO 2水化生成凝胶和AFt,凝胶和AFt 填充在浆体孔隙中,细化浆体孔径,使浆体结构密实,离子渗透性下降,GBFS-HB-CSA 抗蚀系数提高,抗硫酸盐侵蚀能力增强㊂参考文献[1]㊀邓德华,刘赞群,DE SCHUTTER G,等.关于 混凝土硫酸盐结晶破坏 理论的研究进展[J].硅酸盐学报,2012,40(2):175-185.DENG D H,LIU Z Q,DE SCHUTTER G,et al.Research progress on theory of sulfate salt weathering on concrete [J].Journal of the ChineseCeramic Society,2012,40(2):175-185(in 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水泥及混凝土抗硫酸盐腐蚀的检测方法介绍
水泥及混凝土抗硫酸盐腐蚀的检测方法介绍摘要：抗硫酸盐腐蚀是混凝土耐久性研究的重要内容，其检测方法有国内的GB749，GB2420及美国ASTM C1012及日本JIS标准，由于这些实验在一般工地应用较少，因此需要检测人员加强学习和交流探讨。
本文对这些方法进行了进行了介绍简介，并建议了砂浆和混凝土试件实体抗腐蚀的快速检测方法，希望能得到检测同仁的指导和帮助。
关键词：混凝土耐久性硫酸盐腐蚀1. 绪论盐碱土是陆地上分布广泛的一种土壤类型，仅我国山东省的黄河三角洲地带，每年新增加的盐碱地达6000多公顷，其中重度盐碱地处于在海水和高矿化地下水综合作用下，土壤剖面一般都通体高盐，可溶性含盐量有时超过1%，以氯盐、硫酸盐为主，对混凝土结构物的耐久性能造成潜在的危害。
随着我国海洋战略的发展和环渤海湾经济区的大规模开发，盐碱地区建设了大量港口、码头、道路、桥梁及工业厂房等混凝土结构物，处于盐碱环境中水泥和混凝土会发生一系列的物理和化学变化，导致结构物的劣化和破坏。
为改善混凝土结构的耐久性，在设计环节对原材料进行优选，在施工中对配制混凝土的抗盐碱腐蚀进行检测和验收具有重要意义，由于此类实验并不常做，所以还存在一些模糊的认识，本文拟对水泥混凝土抗硫酸盐腐蚀的检测方法进行简要介绍，希望对同行有所帮助。
2 .水泥抗硫酸盐快速试验方法GB/T 2420-1981。
根据GB/T 2420-1981方法，采用0.5水灰比，1：2.5胶砂比（砂子为0.25-0.65 mm的标准砂），成型10×10×60 mm的棱柱形砂浆试件，1天养护箱养护，7天50℃水养护，然后将试件分为两组，其一在20℃水中养护，另一组在3%Na2SO4溶液中养护，养护过程中每天用1N硫酸滴定以中和试件在溶液中释放的Ca （OH）2，并使溶液PH值保持在7.0左右。
2.1材料的基本要求：水泥试样应充分拌匀,并通过0.9毫米方孔筛，标准砂应符合GB178一99《水泥强度试验用标准砂》的质量要求，试验用水应是对试验结果无干扰的洁净的淡水。
隧道喷射混凝土硫酸盐侵蚀破坏分析及对策
隧道喷射混凝土硫酸盐侵蚀破坏分析及对策渠亚男;李享涛;仲新华;苏婉玉;王家赫【摘要】本文选取硫酸盐侵蚀环境下隧道喷射混凝土芯样,采用X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、能谱分析等测试手段综合分析喷射混凝土的腐蚀产物.结果表明:该喷射混凝土侵蚀类型为碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀,碳硫硅钙石由溶液直接反应和钙矾石转变而成.据此提出从原材料优选、配合比优化、施工质量控制等多方面来提高喷射混凝土抗碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀破坏的能力.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2019(059)001【总页数】4页(P55-58)【关键词】工程材料;形成机制;试验研究;喷射混凝土;隧道;硫酸盐侵蚀;碳硫硅钙石【作者】渠亚男;李享涛;仲新华;苏婉玉;王家赫【作者单位】中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京100081;高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京100081;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京100081;高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京100081;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京100081;高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京100081;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京100081;高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京100081;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京100081;高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TU528喷射混凝土作为支护用建筑材料，在铁路隧道工程中得到了广泛的应用[1]。
当喷射混凝土服役环境中存在腐蚀介质时，喷射混凝土将与腐蚀介质直接接触，成为保证隧道衬砌结构安全的第一道屏障。
依据腐蚀介质与混凝土中的水化产物是否发生化学反应，硫酸盐侵蚀可分为物理侵蚀和化学侵蚀。
根据化学侵蚀产物的种类，可分为石膏型、钙矾石型和碳硫硅钙石型，其中石膏型硫酸盐侵蚀和钙矾石型硫酸盐侵蚀的案例较为常见。
水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀试验
水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀试验引言：水泥混凝土是一种常见的建筑材料，在工程中承担着重要的作用。
然而，一些特殊环境条件下，如化工厂、污水处理厂以及工业废料堆放场等，会产生硫酸盐等腐蚀性物质。
这些物质对水泥混凝土的侵蚀性较强，会导致材料的性能损失和结构的破坏。
因此，对水泥混凝土在硫酸盐侵蚀环境下的抗侵蚀性能进行试验研究具有重要的意义。
一、试验目的本次试验的目的是评估水泥混凝土在硫酸盐侵蚀环境下的抗侵蚀性能，为工程实践提供可靠的依据。
二、试验方法1. 材料准备：选择符合标准要求的水泥、砂、碎石、水等原材料，并按照一定的配合比例进行搅拌制备混凝土试件。
2. 试件制备：根据试验要求制备出不同尺寸和形状的水泥混凝土试件，包括立方体、圆柱体等。
3. 试验装置：搭建硫酸盐侵蚀试验装置，保证试件能够在一定的温度和湿度条件下暴露于硫酸盐溶液中。
4. 试验参数：在试验过程中，记录试件的质量损失、抗压强度变化以及表面形貌等参数。
5. 试验时间：根据试验要求，设置不同的试验时间，以模拟实际工程中不同使用年限下的硫酸盐侵蚀环境。
三、试验结果与分析根据试验数据统计和分析，得出如下结论：1. 随着试验时间的增加，水泥混凝土试件的质量损失逐渐增大，表明硫酸盐侵蚀对混凝土的侵蚀性能具有明显影响。
2. 试验中观察到试件表面出现腐蚀、剥落等现象，并且试件的抗压强度逐渐降低，说明硫酸盐侵蚀会导致混凝土的性能损失和结构的破坏。
3. 不同配合比的水泥混凝土试件在硫酸盐侵蚀下表现出不同的抗侵蚀性能，适当调整配合比可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。
四、试验结论通过水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀试验，可以得出以下结论：1. 硫酸盐对水泥混凝土具有明显的侵蚀性，会导致混凝土的性能损失和结构的破坏。
2. 调整水泥混凝土的配合比可以提高其抗硫酸盐侵蚀能力。
3. 在工程实践中，应根据具体环境条件选择合适的水泥混凝土配合比，以提高结构的抗硫酸盐侵蚀能力。
结语：水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀试验是评估混凝土在特殊环境下的抗侵蚀性能的重要手段。
抗硫酸盐混凝土配合比
抗硫酸盐混凝土配合比摘要：1.抗硫酸盐混凝土的定义和重要性2.抗硫酸盐混凝土的配合比设计原则3.抗硫酸盐混凝土的配合比设计方法4.抗硫酸盐混凝土的性能要求和检测方法5.抗硫酸盐混凝土的应用前景正文：1.抗硫酸盐混凝土的定义和重要性抗硫酸盐混凝土，顾名思义，是一种具有抵抗硫酸盐侵蚀作用的混凝土。
硫酸盐侵蚀作用会对混凝土产生严重的破坏，导致其强度降低、开裂、渗水等问题，严重影响工程质量和使用寿命。
因此，在受硫酸盐侵蚀影响的地区，如沿海、盐湖、矿山等区域，抗硫酸盐混凝土显得尤为重要。
2.抗硫酸盐混凝土的配合比设计原则抗硫酸盐混凝土的配合比设计应遵循以下原则：（1）合理选择水泥品种：应选用抗硫酸盐水泥或者添加抗硫酸盐剂的水泥，以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
（2）控制水灰比：水灰比是影响混凝土强度和抗硫酸盐侵蚀性能的重要因素。
应尽量降低水灰比，以提高混凝土的密实性和抗硫酸盐侵蚀性能。
（3）合理选用骨料：选用质地坚硬、耐久性好的骨料，如碎石、砾石等，以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
（4）优化混凝土的组成：可以添加矿物掺合料、化学外加剂等，以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
3.抗硫酸盐混凝土的配合比设计方法抗硫酸盐混凝土的配合比设计一般采用经验公式法、试验法等。
经验公式法是根据已有的设计数据和经验，通过公式计算得出混凝土的配合比。
试验法则是通过实验室试验，根据混凝土的抗压强度、抗折强度、抗渗透性能等指标，调整配合比，以满足设计要求。
4.抗硫酸盐混凝土的性能要求和检测方法抗硫酸盐混凝土的性能要求主要包括抗压强度、抗折强度、抗渗透性能等。
检测方法有抗压强度试验、抗折强度试验、渗透试验等。
5.抗硫酸盐混凝土的应用前景随着我国基础设施建设的不断推进，抗硫酸盐混凝土的应用前景非常广泛。
特别是在沿海、盐湖、矿山等受硫酸盐侵蚀影响的地区，抗硫酸盐混凝土具有重要的实用价值。
国内外水泥抗硫酸盐性能研究进展
国内外水泥抗硫酸盐性能研究进展王旭;黄小青;蒙坤林【摘要】硫酸盐侵蚀是影响水泥混凝土结构耐久性的重要因素之一,提高水泥的抗侵蚀性能对工程建设具有深远意义.通过对国内外对水泥抗硫酸盐性能的研究进展,归纳和比较了国内外抗硫酸盐水泥研究中硫酸盐对水泥基的侵蚀破坏机理、抗侵蚀程度的检验指标和评定方法、硫酸盐对水泥基的不同破坏类型及其影响因素以及改善并提高水泥基抗侵蚀性能的措施等方面研究的共性及差异性.在此基础上,提出了发展绿色环保的新型抗硫酸盐水泥研究前景和思路.【期刊名称】《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(031)004【总页数】6页(P96-101)【关键词】水泥;硫酸盐侵蚀;抗硫酸盐性能【作者】王旭;黄小青;蒙坤林【作者单位】广西科技大学土木建筑工程学院,广西柳州 545006;广西鱼峰水泥股份有限公司,广西柳州 545000;广西科技大学土木建筑工程学院,广西柳州 545006【正文语种】中文【中图分类】TU50近年来，沿海地区以及西北盐湖地区的水域、土壤中不断遭受硫酸根离子的侵蚀和污染，外部环境中的硫酸根离子不断扩散侵入水泥基内部，致使水泥混凝土结构开裂，强度丧失，严重降低水泥基混凝土工程建设的耐久性。
因此，深入研究水泥基材料的抗硫酸盐性能，已成为提高混凝土耐久性的重要内容。
通过了解国内外对水泥抗硫酸盐性的相关研究进展，挖掘出其中的共性和差异性，找出研究存在的盲点和不足，可为提高水泥基材料抗硫酸性能方面的技术措施提供理论依据。
1 水泥硫酸盐侵蚀破坏机理硫酸盐侵蚀破坏是混凝土盐类侵蚀危害最大的一种侵蚀。
关于其侵蚀破坏机理，国内外基本形成统一的认识。
其主要特点是初始阶段，外部环境中的硫酸根离子以水为载体通过水泥基孔隙侵入水泥内部，与水泥基水化产物Ca(OH)2和水化硅酸钙等物质发生的化学反应，同时生成难溶性的石膏和钙矾石等膨胀性产物，随着反应进行，产物不断积累，当其体积膨胀所引起的内部压应力大于水泥基的极限抗拉应力，则会形成开裂，此阶段的破坏形式主要是以裂缝扩展为基础，进而不断增加裂缝，促进硫酸根进一步侵蚀，此过程不断进行，循环往复，致使Ca(OH)2不断消耗，具有强度和粘结性的C-S-H凝胶不断分解，最终导致水泥浆体结构破坏。
抗硫酸盐水泥的性能特征和生产技术要求
抗硫酸盐水泥的性能特征和生产技术要求发布时间：2021-11-04T07:04:44.772Z 来源：《城镇建设》2021年6月18期作者：常国均[导读] 混凝土材料的耐久性研究受到普遍关注，其中硫酸盐引起的侵蚀破坏是混凝土耐久性的重要影响因素之一常国均富蕴天山水泥有限责任公司，新疆阿勒泰 836199摘要：混凝土材料的耐久性研究受到普遍关注，其中硫酸盐引起的侵蚀破坏是混凝土耐久性的重要影响因素之一。
近年来，混凝土的硫酸盐侵蚀病害在各地呈现多发和日益严重的趋势，多年来沿用的治理混凝土硫酸盐侵蚀病害的传统方法和材料已经不能完全适应当前的实际损害情况，利用外加剂提高混凝土耐久性已成为人们研究的热点。
目前由于治理混凝土盐蚀病害的理论认识和技术思路还不够完备，研究的抗硫酸盐外加剂存在制备过程较为繁琐、成本较高、作用单一、效果不够理想、时效性短、影响混凝土其它性能等诸多问题。
混凝土的硫酸盐侵蚀实质上是硫酸根离子与水泥水化产物中的矿物之间发生的对混凝土起破坏作用的物理化学过程。
目前针对侵蚀机理研究的抗硫酸盐侵蚀外加剂主要作用原理包括提高混凝土密实性、降低水泥中钙离子含量、提高混凝土疏水性或防水性以阻碍侵蚀溶液侵入等方面。
关键词：抗硫酸盐；复合外加剂；水泥；膨胀系数；抗蚀系数1试验混凝土抗硫酸盐侵蚀外加剂主要包括2类：一是掺加粉煤灰、矿粉、硅灰等掺合料，大量使用掺合料会因水泥用量减少而降低混凝土的力学性能和抗碳化性能，此外单独使用掺合料并不能从根本上阻止腐蚀反应的发生，只能在某种程度上延缓膨胀腐蚀产物的生成，在长期腐蚀作用下，混凝土仍存在性能劣化风险；二是化学合成外加剂，这类外加剂往往需要消耗大量有机化学试剂，有一定环境风险，并且合成条件较为严苛，制备过程复杂，工程上操作不便，成本较高，影响了产品的应用市场和用户需求，该类外加剂实际工程应用较少。
针对目前存在的问题及侵蚀机理，本研究从提高密实性、防止结晶、提高防水性、降低钙浓度、优化微观结构等方面综合考虑，将不同作用机理的抗硫酸盐组分有机结合，相互弥补，发挥其协同作用，制备复合型抗硫酸盐混凝土外加剂，并对其性能和微观结构进行分析表征。
强腐蚀环境下能否采用管桩、灌注桩
强腐蚀环境下能否采用管桩、灌注桩中国寰球工程公司何进源《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008（以下简称防腐规范）实施至今，各单位反馈意见最多的是：在SO42-、Cl-、pH值、侵蚀性CO2的强腐蚀性环境下能够采用管桩、灌注桩？如若采用，应设哪些防腐措施？本文对这些问题作了解释，供参考。
一、防腐规范对管桩、灌注桩适用性的规定由于管桩存在预应力钢筋对腐蚀敏感和管壁较薄的问题，灌注桩存在钢筋在浇筑混凝土前先与介质接触和混凝土在未硬化前先与介质接触的问题，所以防腐规范规定，管桩和灌注桩可用于中、弱腐蚀环境；当用于强腐蚀环境时作了“不应采用”和“不宜采用”的规定，见表1。
表1 强腐蚀环境下管桩、灌注桩的适用性强腐蚀介质名称预应力混凝土管桩混凝土灌注桩SO42- 不应采用不应采用Cl- 不宜采用不应采用pH值不应采用不应采用侵蚀性CO2 可用于中、弱腐蚀按规范用词说明，“不应”是表示严格，在正常情况下均应这样做的用词；“不宜”是表示允许稍有选择，在条件许可时首先这样做的用词。
二、近几年来“正常情况”的变化防腐规范是在2008年发布和实施的。
管桩、灌注桩在当时的正常情况是：○1管桩在我国沿海地区推广使用已十年，但许多工程仅侧重于高强度、工期短、造价低等优势，而对管桩在腐蚀环境下的耐久性问题较少研究，所以国家标准图管桩的保护层厚度仅为35mm，不能满足防腐蚀工程的要求。
○2在提高桩身混凝土耐蚀性能方面，许多单位已开展在混凝土中掺抗硫酸盐类防腐剂、耐蚀剂、钢筋阻锈剂和各种矿物掺合料的试验；但这些试验有待总结、鉴定、评估并制定相应的标准。
近几年来，管桩、灌注桩的防腐蚀技术有了很大的发展：○1预应力混凝土管桩国家标准图已加大混凝土管桩的厚度，使钢筋的混凝土保护层厚度从原来的35mm提高到不少于40mm，已基本上满足了防腐蚀的要求；一些单位（如：广东三和管桩公司、建华管桩公司、广东省电力设计院）还制定了耐腐蚀管桩的标准，混凝土保护层厚度有40mm的，有45mm的，也有50mm的，能满足强腐蚀环境的要求。
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中华人民共和国国家标准
GB/T 749-1965
水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法
1966—07—01 实施
发布
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项次
项次 (2)
一、仪器 (4)
二、水泥胶砂标准稠度的测定 (5)
三、试体的成型 (6)
四、试体的养护与侵蚀 (7)
五、试体的破型 (8)
六、结果的计算与评定 (9)
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本标准适用于测定水泥在含有硫酸盐类的环境水或人工配制的硫酸盐溶液中的抗侵
蚀性能。
本标准采用1：3 在胶砂，10xl0x30 毫米长方形试体，加压成型。
砂子采用粒度为0．40 －0．50 毫米的平潭石英海砂。
本标准主要根据同令期的水泥胶砂试体侵蚀溶液中的抗折强度与在淡水中的抗拆强
度之比，计算腐蚀系数，以评定水泥的抗蚀性。
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一、仪器
1．试体成型采用油压手摇式或杠杆式的小型压力机。
压力机最大荷重必须在300 公
斤以上。
2．试体破型用小型抗拆机（如图所示）：杠杆臂为100 毫米，悬挂的小桶重量不应
超过80 克，铅弹粒为0，8－1．2 毫米。
3．钢圆模（如图所示）：圆模中心带有活动模芯，圆模与模芯的尺寸、允许制造误
差以及允许磨损限度应符合表1 规定。
表1
━━━━━┯━━━━┯━━━━━━━┯━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━
名称│符号│尺寸，毫米│允许制造误差，毫米│允许磨损限度，毫米
─────┼────┼───────┼─────────┼─────────
│A │10.00 │±0.05 │＋0.10
├────┼───────┼─────────┼─────────
圆模│ B │30.00 │±0.05 │＋0.30
├────┼───────┼─────────┼─────────
│C │30.00 │±0.05 │－0.10
─────┼────┼───────┼─────────┼─────────
│a │9.85 │±0.05 │－
├────┼───────┼─────────┼─────────
模芯│b │29.85 │±0.05 │－
├────┼───────┼─────────┼─────────
│c │30.00 │±0.05 │－0.10
━━━━━┷━━━━┷━━━━━━━┷━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━4．垫条：长度均为80 毫米，槽深不同的钢制槽形垫条各一根。
其断面尺寸（如图3
图略）所示，槽深允许制造误差以及磨损限度应符合表2 规定。
5．圆形钢底板：直径70－80 毫米，厚度8－10 毫米。
6．球形拌和锅：直径200 毫米，高70 毫米，厚度1～2 毫米。
7．小钢勺（如图所示图略）。
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二、水泥胶砂标准稠度的测定
8．称取水泥试样20 克，砂子70 克，放人拌和锅内。
用小勺干拌1 分钟，使水泥
与砂混合均匀。
加入适量的水，继续拌和3 分钟。
9．将圆模放于槽深为15 毫米的垫条上，使圆模中模芯自行落至垫条槽面上（如图
所示图略）。
将搅拌好的胶砂装人圆模中的上部空间，然后在圆模上放一个圆形钢底板
使与圆模紧密接触，用手扣住并且与圆模口起翻转180°，放在压力机下压板上加压，在压力机中的位置如图所示。
在300 公斤总压力下加压约5 秒钟后将模子取下，观察圆形钢底板上与砂浆接触处所留痕迹。
10．当圆形钢底板与胶砂相接触的表面上呈现出明显的潮印时，此时加水量即为标
准稠度加水量；如有水珠，则表示水量过多；如看不清潮印，则表示水量过少，应调整
水量再次作稠度测定，直至符合要求。
一般水泥所要求的标准稠度加水量约在8－12 毫升的范围内，用水量以试验中所掺加的水在水泥胶砂混合物中所占的重量百分数表示；
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三、试体的成型
11．称取水泥试样60 克，砂子210 克，放人拌和锅内。
用小勺干拌1 分钟，使水泥
与砂混合均匀。
加入标准稠度的加水量，湿拌3 分钟。
将胶砂装人圆模中加压，在300 公斤总压力下加压约5 秒钟后，用手托住模芯翻转圆模，将圆模露出模芯的一端置于糟
深为10 毫米的垫条上将圆模向下压实至与垫条二边密接，此时将露出模外的皎砂用刀削去并抹平（如图所示图略），圆模中腔砂体积等于10×10×30 毫米。
12．削平后手握圆模移去垫条，用手抬将模芯往上推，使模芯之另一端连同试体露
出圆模约5 毫米，此时在试体侧面置一尺寸为25x40 毫米的小玻璃片，倾斜圆模将试体移到玻璃片上。
放人湿气箱内养护，待试体硬化后进行编号。
13．在试体制作过程中，拌和锅内的胶砂需盖以湿布，避免水分蒸发，每次拌和的
胶砂应在半小时内成型完毕。
每压一次后圆模及模芯应用布揩拭，而在成型完毕应涂以
机油。
?
14．每个试样成型试体的数量根据令期和侵蚀溶液种类的多少而定。
一种侵蚀溶液
可以成型72 条，其中：淡水14 天令期成型12 条；淡水及侵蚀溶液6 个月令期需要各
成
型12 条（确定腐蚀系数F6）；淡水及侵蚀溶液1、2、3 个月令期各成型6 条（观察腐蚀过程）。
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四、试体的养护与侵蚀
15．试体成型后在相对湿度大于90％的湿气中养护1 天，由玻璃片上取下放人淡水
中养护14 天后，12 条试体作抗折强度试验；30 条试体继续留于淡水中，剩余试体移人侵蚀溶液中，直至达到所要求的试验令期为止。
16．试体在容器中养护时，可置于由高3－4 厘米陶瓷支柱支承的玻璃搁板上，彼此
之间距离不应小于5 毫米。
试体放人前在搁板上预先撒一层0．50－0．85 毫米粒度的石英砂。
放入后应使每条试体具有100 毫升容积的侵蚀溶液，液面至少高出试体顶面1～2 厘米。
为避免蒸发，容瓷必须加盖。
17．试体无论在湿气中、淡水中、侵蚀溶液中养护或侵蚀时，以及试体制作时，试
验室温度均应保持在20±5℃。
18．试体养护用淡水或侵蚀溶液，均须每隔2 个月更换一次。
19．侵蚀溶液如果是人工配制的溶液，则在配制时采用蒸馏水。
注：人工配制的硫酸盐溶浓建议来用硫酸钠。
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五、试体的破型
20．试体到达令期后，分别从淡水中或侵蚀溶液中取出，擦去其表面水分，并立即
进行试验，不使试体干燥。
21。
试体抗拆试验在小型抗折机中进行。
试验前铅弹流速控制为20±2 克／秒左右。
抗拆机之杠杆在放置试体前夜调整平衡（当受侵蚀的强度很低的试体进行试验时，应先
挂上小桶再调整平衡）。
试体在抗折机中安放的位置应使弯曲发生在与成型时受压面相
垂直的侧面上。
22．抗拆试验时，由盛铂弹的容器向悬挂在杠杆上的小桶内流人铅弹，当试体达到
极限强度而断裂时，小桶落在盛铅弹容器的踏板上，铅弹出口即自动关闭。
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六、结果的计算与评定
23．试体极限抗拆强度（公斤／厘米[2]）系由破坏荷重（公斤）乘以60 而得。
破
坏荷重应称量到1 克，极限强度的计算应准确至0．1 公斤／厘米[2]。
24．计算极限强度结果平均值时，应去掉与试体强度平均值相差±15％的强度数值，
而将其余试体的结果计算其算术平均值。
25．各种水泥在侵蚀溶液中抗蚀性以腐蚀系数进行比较。
腐蚀系数是同一令期的水
泥胶砂试体在侵蚀溶液中的抗折强度与在淡水中的抗折强度之比，以下表示，应准确计
算到0．01。
26．某种水泥制成的试体在天然环境水或人工配制的硫酸盐溶液中侵蚀6 个月后，
腐蚀系数F6 小于0．80 时，则认为该种水泥在该环境水或该浓度的硫酸盐溶液中抗蚀性能较差。