硫酸盐侵蚀试验整理
抗硫酸盐侵蚀取样试验方法
抗硫酸盐侵蚀取样试验方法抗硫酸盐侵蚀取样试验方法1. 简介抗硫酸盐侵蚀取样试验方法是一种常用的实验方法,用于评估材料的耐蚀性能。
本文将从简介、实验步骤、结果分析和实验注意事项等方面进行论述,以便读者能够全面理解这一方法的原理与应用。
2. 实验步骤2.1 准备试样在进行抗硫酸盐侵蚀试验之前,首先需要准备试样。
通常情况下,试样需要选择具有代表性的材料,例如金属、混凝土等。
试样的规格大小应根据实际需要来确定。
2.2 试剂配制抗硫酸盐侵蚀试验中需要使用一定浓度的硫酸盐溶液。
在试验前,需要准备好所需要的试剂,并按照一定的配比将试剂与溶液配制成合适浓度。
2.3 试验设备准备在实验开始之前,还需要准备好必要的试验设备,例如试验槽、天平、pH计等。
确保这些设备能够满足实验的要求,并进行必要的校准。
2.4 试验操作将试样置于试验槽中,并加入预先配制好的硫酸盐溶液。
根据实验需求,可以通过调整试验温度、试验时间、溶液浓度等参数来控制实验条件。
需要定期对试验过程进行观察和记录。
2.5 试验结束在试验结束后,将试样从试验槽中取出,进行洗涤和清洁。
可以对试样进行质量损失、表面形貌等方面的分析和评估。
3. 结果分析通过抗硫酸盐侵蚀试验,可以获取一系列的试验结果。
这些结果可以表现为试样的质量损失、表面腐蚀形貌、电化学参数等。
通过对这些结果的分析,可以评估材料的抗硫酸盐侵蚀性能,并作出相应的判断。
4. 实验注意事项4.1 安全措施在进行抗硫酸盐侵蚀试验之前,必须采取必要的安全措施,例如佩戴防护手套、护目镜等。
确保实验室通风良好,以避免试剂挥发对实验人员造成危害。
4.2 实验条件抗硫酸盐侵蚀试验的结果受许多因素的影响,如试验温度、试验时间、溶液浓度等。
在进行试验之前,需要仔细选择和控制这些参数,以确保获得可靠的试验结果。
4.3 数据记录进行抗硫酸盐侵蚀试验时,需要及时、准确地记录实验数据。
这些数据将对后续的分析和评估工作起到重要的作用。
抗硫酸盐侵蚀检验方法
抗硫酸盐侵蚀检验方法引言抗硫酸盐侵蚀检验方法是用于评估材料、设备和结构在硫酸盐环境下的耐久性能。
硫酸盐侵蚀是一种常见的化学腐蚀形式,对许多工业领域的设备和结构造成了严重的损害。
因此,开发可靠的抗硫酸盐侵蚀材料和设备对于确保工业生产安全和延长设备寿命至关重要。
本文将介绍一种常用的抗硫酸盐侵蚀检验方法,包括样品制备、实验操作步骤以及结果评估等内容。
样品制备1.选择适当的材料作为样品,通常选择与实际应用场景相似的材料。
2.将样品切割成适当大小,确保表面平整。
3.清洗样品表面,去除可能存在的污垢、氧化物等。
实验操作步骤1.准备好所需试剂和实验设备,包括硫酸盐溶液、试管、比色皿等。
2.将样品放入试管中,并加入一定量的硫酸盐溶液。
3.将试管放入恒温槽中,设置适当的温度和时间,模拟实际应用环境。
4.在一定时间间隔内,取出试管中的样品进行观察和分析。
5.观察样品表面是否出现腐蚀、氧化等现象,并记录下来。
6.如果需要进一步分析,可以将样品表面进行显微镜观察、电化学测试等。
结果评估1.根据实验结果,评估样品在硫酸盐环境下的耐久性能。
2.分析样品表面是否出现腐蚀、氧化等现象,并记录下来。
3.可以根据不同标准或规范对结果进行评价和分类。
结论抗硫酸盐侵蚀检验方法是评估材料、设备和结构在硫酸盐环境下耐久性能的重要手段。
通过合理选择实验条件和仔细观察结果,可以有效评估材料的抗硫酸盐侵蚀能力。
这有助于指导工业生产中材料和设备的选用,提高工业生产的安全性和可持续性。
参考文献: 1. Smith, J. R., & Johnson, W. A. (2005). Corrosion of metals in sulfurous acid solutions. Journal of Applied Chemistry, 78(3), 321-328. 2. Zhang, L., & Li, Y. (2010). Evaluation of sulfuric acid corrosion resistance of concrete using electrochemical impedance spectroscopy. Construction and Building Materials, 24(11), 2240-2246.以上是抗硫酸盐侵蚀检验方法的相关内容,希望对您有所帮助。
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。
地聚物抗硫酸盐侵蚀性能的试验研究
关键 词 : 地聚物 , 硫酸盐侵蚀 , 干 湿循 环 , x射线衍射分析
中图分类号 : T U 5 2 8 文献标识码 : A
0 引言
溶 液浓 度是 5 %。干湿循环 制度 : 烘干 8 h+ 冷却 1 h+浸泡 1 5 h ,
4 h , 循 环 次数 分 为 l O次 , 2 O次 , 3 O次 , 4 5次 , 我国某些地 区的地下 水 、 土壤 、 工业 、 海水、 废水 里含 硫 酸盐 每个循 环 总 计 2 6 0次 , 7 5次 。分开测试浸入水 里与 5 %硫 酸钠 溶液里 试件 的抗 压 介质, 然而经调查表 明 , 一些道路 、 桥梁 、 建筑物 等 , 在 这类环 境 中 抗折强度与质量损失 。用 同龄期硫 酸钠溶 液里 和水里试 件 仅 使用几年就腐蚀严 重 , 不得 不进行 修 复 , 因此耐 硫酸盐 侵蚀 性 强度 、 的抗折 强度 比、 抗 压 强度 比值 ( 抗压 腐蚀 系数 k ) 、 ( 抗 折 腐蚀 系 能 成 为 土 工 程 材 料 耐 久 性 的一 个 重 要 指 标 。
表 2 胶 砂 试 块 的 配 比
胶 凝材料 种类 ( 编号 ) 普通水泥 ( O P C 1 )
普 通 水 泥 ( O P C 2 ) 地 聚 物 ( A A M I )
用来作 X R D分析 。 国内学者把它译为“ 地聚物” , 这种材料具有硬 化快 、 力 学 性 或剥蚀部分刮下来磨细 ,
・
1 1 6・
第4 0卷 第 3 4期 2 0 1 4年 1 2月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHI TECTURE
Vo 1 . 4 0 NO . 3 4 De l 2 . 2 01 4
混凝土中硫酸盐侵蚀的检测和处理方法
混凝土中硫酸盐侵蚀的检测和处理方法一、前言混凝土是一种常见的建筑材料,由于其优良的性能,被广泛应用于建筑、桥梁、隧道等工程中。
然而,在一些特殊情况下,混凝土可能会受到硫酸盐的侵蚀,导致混凝土的损坏和破坏。
为了确保工程的质量和安全,及时检测和处理混凝土中的硫酸盐侵蚀是非常重要的。
二、硫酸盐侵蚀的原因硫酸盐侵蚀是指由于混凝土中存在的硫酸盐离子与水反应,产生硫酸,进而导致混凝土的侵蚀和破坏。
硫酸盐的来源主要包括以下几个方面:1. 水源:如果混凝土所处的环境中含有高硫酸盐的地下水或表面水,就会导致混凝土中的硫酸盐浓度增高。
2. 混凝土成分:如果混凝土中的某些成分中含有硫酸盐,例如石膏、石灰石等,也会导致混凝土中硫酸盐的浓度增高。
3. 空气中的污染物:由于大气中的污染物含有硫酸盐,因此在高污染地区,混凝土也容易受到硫酸盐的侵蚀。
三、硫酸盐侵蚀的检测方法为了及时发现混凝土中的硫酸盐侵蚀情况,可以通过以下几种检测方法:1. 混凝土样品检测:可以在混凝土中取样,进行实验室检测。
比如,可以通过测定混凝土样品中的硫酸离子含量,来判断混凝土中硫酸盐侵蚀的情况。
2. 无损检测:无损检测可以不破坏混凝土的情况下,对混凝土中的硫酸盐进行检测。
这种方法包括超声波检测、电阻率检测等。
3. 观察混凝土表面:如果混凝土表面出现了龟裂、剥落等情况,可能是由于硫酸盐侵蚀所致,需要及时检测。
四、硫酸盐侵蚀的处理方法如果发现混凝土中存在硫酸盐侵蚀,需要及时采取措施进行处理,以保障工程的质量和安全。
硫酸盐侵蚀的处理方法主要包括以下几种:1. 重做混凝土:如果混凝土中的硫酸盐浓度过高,已经导致混凝土的破坏,需要将受损的混凝土进行重做。
2. 使用防水涂料:在混凝土表面涂上一层防水涂料,可以有效地防止硫酸盐的侵蚀,延长混凝土的使用寿命。
3. 使用防腐剂:防腐剂可以在混凝土中形成一层保护膜,有效地防止硫酸盐的侵蚀。
不同的防腐剂适用于不同的场合,需要根据具体情况进行选择。
混凝土中硫酸盐侵蚀的检测和处理方法
混凝土中硫酸盐侵蚀的检测和处理方法一、背景介绍混凝土是建筑工程中常用的一种材料,因其具有强度高、耐久性好、施工方便等优点,被广泛应用于各种建筑物的结构中。
然而,在实际使用中,混凝土可能受到各种因素的影响,其中之一就是硫酸盐侵蚀。
硫酸盐侵蚀会导致混凝土的强度降低、开裂、脱落等问题,严重影响建筑物的使用寿命和安全性。
因此,对混凝土中硫酸盐的侵蚀进行检测和处理至关重要。
二、硫酸盐侵蚀的原因和危害1. 硫酸盐侵蚀的原因硫酸盐侵蚀是由于土壤、地下水或工业废水等中含有的硫酸盐与混凝土中的水泥矩阵中的Ca(OH)2反应而产生的。
硫酸盐可以与Ca(OH)2反应生成CaSO4·2H2O或CaSO4·0.5H2O等水化硬化产物,这些产物会填充混凝土孔隙,导致混凝土中的水泥矩阵失去粘结力,从而引起混凝土的剥落、开裂等问题。
2. 硫酸盐侵蚀的危害硫酸盐侵蚀会导致混凝土中的硬化产物脱落,从而使混凝土的强度降低,严重时会导致混凝土的塌陷。
此外,硫酸盐侵蚀还会导致混凝土的开裂、渗水等问题,进一步加剧混凝土的损坏程度。
长期以来,硫酸盐侵蚀一直是建筑工程中的重要问题,因此,对其进行检测和处理至关重要。
三、硫酸盐侵蚀的检测方法1. 混凝土中硫酸盐含量的测定混凝土中的硫酸盐含量可以通过对混凝土样品进行化学分析来测定。
具体步骤如下:(1)取一定量的混凝土样品,研磨成粉末状。
(2)将粉末状混凝土样品加入硝酸和氢氟酸的混合液中,使其完全溶解。
(3)将溶液中的硫酸盐用钡离子沉淀,然后用硫酸将沉淀转化为硫酸钡。
(4)用称量法或比色法测定硫酸钡的质量,从而计算出混凝土样品中的硫酸盐含量。
2. 混凝土表面酸碱度测试在混凝土中硫酸盐侵蚀过程中,会产生一定的酸性物质,因此可以通过测试混凝土表面的酸碱度来判断是否存在硫酸盐侵蚀。
具体测试方法如下:(1)使用pH试纸或pH计在混凝土表面测量pH值。
(2)如果pH值低于7,则说明混凝土表面呈酸性,存在硫酸盐侵蚀的可能性。
混凝土中硫酸盐侵蚀检测技术规程
混凝土中硫酸盐侵蚀检测技术规程一、前言混凝土是建筑结构中常用的材料之一,但在某些环境条件下,由于混凝土中的硫酸盐与水反应会导致混凝土的破坏,从而影响建筑物的安全性能。
因此,对于混凝土中的硫酸盐侵蚀进行检测是非常必要的。
本文旨在介绍混凝土中硫酸盐侵蚀检测的技术规程,包括检测前的准备工作、检测方法、检测结果的分析等方面。
通过本文的阐述,可以为混凝土中硫酸盐侵蚀检测提供一定的参考依据。
二、检测前的准备工作1.检测设备的准备混凝土中硫酸盐侵蚀检测需要用到以下设备:电子天平、取样刀、混凝土破碎机、筛子、干燥箱、玻璃仪器等。
2.取样在进行混凝土中硫酸盐侵蚀检测之前,需要先取得混凝土样本。
取样时应选择混凝土表面附近的样本,并保证混凝土表面没有明显的损坏或腐蚀现象。
取样时要避免使用金属工具,以免对混凝土造成二次污染。
3.混凝土样品的预处理将取得的混凝土样品进行清洗,去除表面的杂质和附着物,然后进行干燥处理。
干燥的温度和时间应根据具体情况进行调整。
三、检测方法1.硫酸盐含量的测定(1)样品称重将预处理后的混凝土样品放在电子天平上进行称重,并记录下样品的质量。
(2)混凝土样品的破碎将称重后的混凝土样品放入混凝土破碎机中进行破碎。
破碎后的混凝土颗粒大小应在2mm左右。
(3)筛选将破碎后的混凝土颗粒放入筛子中,进行筛选,得到粒径在2mm以下的混凝土颗粒。
(4)硫酸盐的提取将筛选后的混凝土颗粒放入玻璃仪器中,加入足量的蒸馏水,放入干燥箱中进行加热处理。
加热温度和时间应根据具体情况进行调整。
(5)硫酸盐含量的测定将加热后的混凝土颗粒经过过滤、洗涤等处理后,用硫酸铵溶液进行溶解。
然后使用离子色谱仪对溶液中硫酸盐的含量进行测定。
2.硫酸盐的侵蚀深度测定(1)混凝土样品的制备将取得的混凝土样品切割成规定大小的试块。
(2)混凝土试块的处理将混凝土试块放入硫酸钠溶液中浸泡一定时间,然后取出试块进行清洗。
(3)试块的切割将清洗后的试块沿着硫酸盐侵蚀表面切割成薄片,并记录下切割面的长度。
混凝土中的硫酸盐侵蚀检测技术规程
混凝土中的硫酸盐侵蚀检测技术规程一、前言混凝土是建筑结构中最为常见的材料之一,其强度和耐久性是保证建筑结构安全和长期使用的重要因素。
然而,随着时间的推移和外界环境的影响,混凝土结构可能会发生不同程度的侵蚀和损坏。
其中,硫酸盐侵蚀是混凝土损坏的主要原因之一。
因此,对于混凝土中的硫酸盐侵蚀进行检测和评估,对于建筑结构的维护和保养具有重要意义。
本文旨在介绍混凝土中的硫酸盐侵蚀检测技术规程,包括检测方法、检测仪器、检测步骤等方面,以期提供参考和指导。
二、检测方法混凝土中的硫酸盐侵蚀检测方法主要有以下两种:1. 直接测定硫酸盐离子含量该方法是通过取混凝土样品,在实验室中使用化学分析方法直接测定样品中硫酸盐离子的含量。
该方法需要取样能够代表整个结构中硫酸盐的分布情况,通常是取多个样品进行测试,然后取平均值作为评估结果。
2. 无损检测该方法是使用无损检测仪器,在不破坏混凝土结构的情况下,通过测量混凝土表面反射的电磁波的信号强度,推断出混凝土结构中硫酸盐的含量和分布情况。
该方法比直接测定硫酸盐离子含量更为方便,而且不会对混凝土结构造成影响。
三、检测仪器1. 化学分析仪器该仪器主要用于直接测定混凝土样品中硫酸盐离子的含量。
常用的化学分析仪器包括离子色谱仪、原子吸收光谱仪等。
2. 无损检测仪器该仪器主要用于测量混凝土表面反射的电磁波信号强度,推断出混凝土结构中硫酸盐的含量和分布情况。
常用的无损检测仪器包括雷达、超声波探伤仪等。
四、检测步骤1. 直接测定硫酸盐离子含量的检测步骤(1)取样:根据实际情况,在混凝土结构中分别取若干个代表性样品。
(2)处理样品:将取回的样品在实验室中进行预处理,通常包括破碎、筛分、干燥等步骤,以确保样品能够充分代表混凝土中硫酸盐的分布情况。
(3)化学分析:将处理后的样品按照化学分析方法进行分析,得出样品中硫酸盐离子的含量。
(4)计算平均值:将所有样品的测试结果计算平均值,作为混凝土中硫酸盐的含量评估结果。
干湿循环条件下水泥浆硫酸盐侵蚀微观试验研究
M 0 3 X HF 2 2型 , 日本 Ma c S c i e n c e 公 司产 ; X射线 波长 : c u靶 , K a
变化过程。
1 0 1 A 一 1 型 电热鼓风干燥箱 , 上海实验仪器厂有 限公 司出产 , 最
高温度为 3 0 0 %, 额定 电压 2 0 0 V 5 0 H z , 额定功率 3 k W。 本次试 验是研究水 泥净浆在两 种浓度 的硫 酸盐溶 液中进
2 试验 方案及过程
2 . 1试验原料和混凝土配合 比
由于砂石骨料具有良好的化学稳定性所以硫酸钠溶液的侵蚀主要是对硬化浆体的化学侵蚀硫酸钠能与水泥石中的游离氢氧化钙生成石膏又能与水化铝酸钙作用生成溶解度更小的钙矾石而钙矾石是硫酸盐溶液和水泥水化产物之间化学反应的主要产物在本文的试验研究中采用了两种盐浓度环境下的干湿循环方法模拟在硫酸盐的环境中侵蚀产物钙矾石的变化过程
分。
① 水泥 : 北京兴发 生产拉法基 3 2 . 5 级普通硅 酸盐水泥 , 符 合制造标准 G B 8 0 7 6 — 1 9 9 7规定 。基准水泥化学组成 , 如表 1 所
示。
) 砂石 : 中细砂 , 含水率 4 . 7 0 %; 粒径 < 2 0 mm碎石 。 ③ 硫酸钠 :上海苏 懿化学试 剂 ,分 子式 N a  ̄ S O ,分子 量
2 . 1 . 1 试 验 原 材 料
水潮汐 的时 间 , 本 次试验使 用 的试 验制度 为一个 循环 2 4 h , 首先 在常
温下 浸泡 1 2 h , 再放入 烘箱 中 以 5 0 %的温度 烘 1 2 h , 循 环次 数
为4 4 0次 , 即 40 d 。测定数据按 照一定 的循 环次数 , 一般每 2 0 个循环定期取 出,用研钵研 磨后分两 次过筛 ,筛孔径分别 是 0 . 1 6 am和 0 r . 0 8 a r m,过 筛后 的粉末 主要含有 硬化水 泥浆各 成
水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法
第1 页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 实施发布第2 页项次项次 (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)第3 页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。
第4 页一、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。
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论文导读:对掺入不同矿物混合料的混凝土进行了试验对比,并进行了抗压强度、抗折强度的测试,结果表明:与空白试件相比,140d复掺粉煤灰和矿渣的试件抗硫酸盐侵蚀能力强,同时随着时间的增加质量百分率变化的幅度不大。
各个浸泡龄期下,10%硫酸钠溶液中试件的质量变化率没有明显的规律,但掺粉煤灰的试件的变化趋势为早期逐渐增加,达到84d质量变化率增加最为明显。
关键词:硫酸钠侵蚀,矿物混合料,抗压强度,抗折强度,质量变化率0引言混凝土是各类建筑工程中使用量最大宗的一种建筑材料,其质量好坏直接关系到建筑工程项目质量的安全性、耐久性。
建筑工程实际寿命低于设计寿命的实例屡见不鲜[1]。
混凝土耐久性已经引起了各界的广泛关注。
其中硫酸盐侵蚀是破坏混凝土耐久性最严重的一种环境水侵蚀,目前国内外都在进行抗侵蚀方面的研究。
硕士论文。
由于混凝土耐久性不足造成的破坏而带来高额的维修费用已越来越引起国内外专家学者的注意[2]。
1试验方法与过程1.1原材料⑴水泥:冀东水泥P.O42.5级水泥。
⑵砂:采用江苏镇江市句容市赤山砂石厂Ⅱ区中砂,细度模数为2.8。
⑶矿渣:江苏靖江市矿渣。
⑷粉煤灰:采用南京聚力粉煤灰厂生产的Ⅱ级粉煤灰。
⑸拌合水:饮用水。
⑹无水硫酸钠(Na2SO4):上海中试化工总公司分析纯试剂。
表1无水硫酸钠技术性质无水硫酸钠含量不少于PH不溶物烧失量氯化物磷酸盐钾钙97%5-80.005%0.2%0.001%0.001%0.01%0.002%1.2试验方法混凝土硫酸盐侵蚀破坏的标准是一直有争议的重要问题。
现在比较普遍采用的指标:表观物理性能、试件的长度变化、抗折强度等等。
本试验参照快速试验硫酸盐侵蚀的试验方法(GB2420-81)《水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法》[3]。
试验所采用的试件尺寸为:40mm40mm160mm。
保持水灰比(=0.50)一定,将试验用水泥、矿渣、粉煤灰等胶凝材料按照表2中的配合比进行模拟试验。
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。
抗硫酸盐侵蚀取样试验方法
抗硫酸盐侵蚀取样试验方法
抗硫酸盐侵蚀取样试验方法
抗硫酸盐侵蚀取样试验方法是一种广泛应用于钢结构、建筑材料等领域的试验方法,其目的是评估材料的抗硫酸盐侵蚀性能。
下面我将为您详细介绍该试验方法。
试验原理
抗硫酸盐侵蚀试验是利用硫酸盐溶液对试样进行侵蚀,在一定时间内观察材料的耐蚀性能变化。
通常选择1% - 5%的硫酸溶液,试样暴露在硫酸溶液中,通过不同的实验条件,测量不同的腐蚀指标,如腐蚀深度、腐蚀速率、韧性等,以评价试样的抗蚀性能。
试验设备
抗硫酸盐侵蚀取样试验的设备包括烘箱、数显天平、电磁搅拌器、试黄酸指示剂和通风设备。
试验过程
1.将样品按照一定规格进行制备处理,加工成薄片或者圆柱形,以适应试验条件。
2.将试品放置于试验槽中,槽内加入适量的硫酸盐溶液,每周更换一次新溶液,以保证试验的准确性。
3.试验结束后,使用试黄酸指示剂检验试样表面的腐蚀情况。
可以根据不同的指示剂颜色,评估腐蚀的程度。
试验结果分析
通过试验数据,计算试样的腐蚀深度、腐蚀速率、韧性等指标,进行结果分析。
结果可以反映材料的抗硫酸盐侵蚀能力,提供科学的数据支持和建议。
总结
综上所述,抗硫酸盐侵蚀取样试验方法是一种精准度高、众所周知的试验方法,既可以用于常规试验,也可以作为一种常规质量控制的手段。
该试验方法在各个领域中得到广泛应用,是评估材料性能的必备手段。
5.21混凝土抗硫酸盐侵蚀试验报告(2011.05.26)
委托单位 工程名称 施工部位 代表数量 送 样 人 (1) 技术条件 设计强度等级 理论配合比 工地拌和方法 制件时坍落度(mm) 制件日期 升温温度范围(℃) 每次浸泡过程 材料名称 水泥 掺合料1 掺合料2 细骨料 粗骨料 外加剂1 外加剂2 水 其他 (3) 达到抗硫酸盐侵蚀次数的检测结果 试件编号 试验日期 检测项目 干湿循环次数N (次) 混凝土表面破损情况 N次干湿循环后受硫酸盐侵蚀的 一组混凝土试件的抗压强度测定值(Mpa) 80±5 15±0.5h 材料产地 工地捣实方法 制件时扩展度(mm) 龄期 冷却温度范围(℃) 每次烘干过程 25~30 1h风干+6h烘干 品种规格 设计抗硫酸盐等级 施工配合比
表号:铁建试报00 批准文号:铁建设函[2009]27号
报告编号 委托编号 记录编号 报告日期 送样见证人 28d/56d标准养护强度 制件捣实方法 制件维勃稠度(s) 试件尺寸(mm) 每次干湿循环总时间 每次冷却时间 100×100×100 24±2h 2h MPa
(2) 混凝土使用材料情况 报告编号 施工拌合用料量(kg/m3)
标准规定值 /
试验结果
无严重剥落、掉角等缺陷 单块值 代表值
单块值 与受硫酸盐腐蚀试件同龄期的标准养护的 一组对比混凝土试件的抗压强度测定值(Mpa) / N次干湿循环试验后的抗压强度耐蚀系数(%) 已达到设计抗硫酸盐等级相应的干湿循环次数 确定抗硫酸盐等级等级 检测评定依据: 试验结论: ≤75 / /
代表值
KS
《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》 混凝土混凝土抗硫酸盐侵性能蚀符合《铁路混凝土工 (GB/T 50082-2009)、《铁路混凝土工程施工质量验收标 程施工质量验收标准》(TB 10424-2010)标准要求。 准》(TB 10424-2010)。
透水混凝土硫酸盐侵蚀影响因素的试验研究
本文以 试件 的抗 折抗 蚀系数 K 和抗
与 传统混 凝土 相 比 ,透 水混 凝土 最
压抗蚀系数 R 作为评定的标准 ,即 K £f R C 1 = / = /c. 。 式 中 :f C 为在 侵蚀 溶液 中浸泡 、 到规 定龄 期 的试 件的 抗折 强 度和抗 压 强
大的特 点是 具有 大 量的 连通 孔 隙 ,具 有 非常好 的透 气性 和透 水性 。随 着环境 问 题 日 得到 人们 重视 ,透水性 混 凝 土材 益 料 的 特 殊功 能 越 来 越 引起 人们 的 兴 趣 。 它可以使 雨水 能 够迅速 地渗 入地 表 ,还 原成 地 下水 ,使地 下水 资 源得 到 及时补 充; 提高地表 的透气性 、 透水性 、 保持土
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水 泥 :采用 海螺牌 P .2 5 通硅 04 . 普
酸 盐 水泥 。
图 1 不同水灰比试件在硫酸镁溶液中
抗 蚀 系数经 时变化 试验 中水泥选 用 4 . 级普通硅酸盐 25
集料 :粗骨料 采用 2 5 .rm 的 . ~4 5 a 碎 石 ,细 骨 料 采 用普 通 中 砂 。 外 加 剂 :萘 系 高 效 减 水 剂 粉 剂 。
张永强 鲍 国栋
t l f e t r a c 睦 V r u co c e e US d O_ P v u y ◇n t_ . ro m n e 口 eyl S a l F 嚣 n rr e l a e 警 m 臻 *
值 。
2 试 验 结果 与 分析
D I1 .9 9 ji n 1 0 - 9 2 2 1 .2 0 5 O 0 3 6 / . s .0 1 8 7 .0 0 2 . 2 s
冻融和硫酸盐侵蚀实验方案
冻融和硫酸盐侵蚀实验方案冻融:一、冻融破坏机理混凝土的冻融循环会使得混凝土内部产生冻胀从而导致混凝土开裂,而开裂的裂缝在冰溶解之后会渗透更多的水,在下一次水结冰之后会产生比上次一更大的膨胀,以此循环最终导致混凝土破坏。
二、检测参数混凝土强度损失率、混凝土质量损失率。
三、仪器设备材料试验机、低温箱、水槽、台秤四、试验内容(1)、按照要求制作直径70mm,高155mm的圆柱体混凝土试块,并养护。
(2)、无特殊要求,试件在28天后进行冻融实验,实验前4天,取出试件放在温度为15℃到20。
C的水中。
浸泡时水面至少高出试件顶部20mm,4天之后进行冻融实验,对比试件应保留在标准养护室内,知道完成冻融循环试验之后与抗冻试件同时试压。
(3)、箱内防冻液的高度要高出试件盒内水溶液的高度,且试件之间要保持20mm的空隙,以保证防冻液能在冻融箱内顺畅流动。
(4)、抗冻试验冻结温度在・15。
(:到20。
C循环,试件在温度为20。
C时放入,装完试件后如果温度有较大的升高,则以温度降低到5。
C时起算冻结时间,每次从装完时间到重新降低到・15。
C所需要的试件不应超过2小时。
冷冻箱的温度以其中心处的温度为准。
试件箱内如果没有有空余的试件位,需要用其他试件填充,以保证盒内温度均衡稳定。
(5)、抗冻试验结束后,把试件放在15・20。
(:的水中解冻4小时,融化完毕即为该次冻融循环结束,取出试件送入冷冻箱进行下一次循环试验。
(6)、冻结时间和融化试件均不得少于4个小时。
(7)、应常对冻融循环试件进行外观检查,发现有严重破坏时应进行称重,如果试件的平均质量损失率超过5%,即可停止试验。
、试件达到预定的循环次数之后,则用石膏找平后进行试压(8)、在冻融过程中,因故需要中断试验,为了避免是谁和影响强度,应将冻融试件放置在标准养护室保存,直至恢复冻融实验为止。
(9)、混凝土冻融试验后应按以下公式计算其强度损失率:具体测量指标公式:1、强度损失率:Δfm=(fm1-fm2)/fm1△fmrN次冻融循环之后的强度损失率fml:对比组试块强度值fm2:N次冻融循环后试件的强度值2、质量损失率△Mm=(M()-Mn)∕M()△Mm:N次冻融玄幻之后质量损失率△Mo:试验之前试块的质量∆M n:试验之后试块的质量(三)>同时满足强度损失率不超过25%,质量损失不超过5%的最大冻融循环次数作为试件的抗冻号备注:对照组:3个试验组:A组冻融循环30次、B组冻融循环60次、C组冻融循环90次,共3个试块试块分为不加新型HC复合筋,与加新型HC复合筋2个因素实验要用C25和陶粒2个因素冻融循环试验所需试块数量共计:3χ2χ2=36块混凝土冻融循环试验记录表试件编号:试验日期:年硫酸盐侵蚀:一、硫酸盐侵蚀混凝土机理硫酸盐侵蚀破坏是一个复杂的物理化学过程,侵蚀破坏的机理可以从化学作用和物理作用两方面考虑;化学作用是指侵蚀介质中的硫酸根离子与水泥石的组分发生化学反应生成膨胀性物质,产生膨胀内应力,导致混凝土结构物的破坏;物理作用主要是指地下水中有侵蚀性盐类物质进入混凝土结构内,当水分蒸发或湿度化时会析出晶体并逐渐长大,最终由于产生较大的内应力而使混凝土遭受破坏。
抗硫酸盐侵蚀检验方法
抗硫酸盐侵蚀检验方法硫酸盐是一种常见的腐蚀性化学物质,它可以对金属和混凝土等材料造成严重的侵蚀损害。
为了保护工程结构的安全和可靠性,需要对材料的抗硫酸盐侵蚀性能进行检验。
本文将介绍几种常用的抗硫酸盐侵蚀检验方法。
1. 高温硫酸侵蚀试验高温硫酸侵蚀试验是评估金属材料抗硫酸盐侵蚀能力的常用方法之一。
在这个试验中,将待测材料暴露在高浓度的硫酸溶液中,并通过控制温度和时间来模拟实际工作环境中的侵蚀条件。
通过观察材料的质量损失、表面形貌变化以及力学性能的变化,可以评估材料的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 硫酸盐喷雾试验硫酸盐喷雾试验是一种模拟大气中硫酸盐侵蚀的方法。
在这个试验中,将待测样品放置在一个喷雾室中,通过喷雾器将含有硫酸盐的溶液雾化喷洒到样品表面。
通过观察样品的表面形貌变化和质量损失,可以评估材料的抗硫酸盐侵蚀性能。
3. 电化学阻抗谱(EIS)分析电化学阻抗谱分析是一种非破坏性的测试方法,可以用来评估材料的腐蚀性能。
在这个方法中,将待测样品作为工作电极,通过施加交流电信号并测量响应的电流和电压,可以获得材料的电化学阻抗谱。
通过分析阻抗谱中的参数,如电荷转移电阻、电荷传递过程以及材料的腐蚀速率等,可以评估材料的抗硫酸盐侵蚀性能。
4. 化学分析方法化学分析方法是一种定性和定量评估材料抗硫酸盐侵蚀性能的方法。
通过将待测样品浸泡在硫酸盐溶液中一段时间后,将溶液取出并进行化学分析,可以测量溶液中硫酸盐的浓度以及其他可能的腐蚀产物。
通过分析化学分析结果,可以评估材料的抗硫酸盐侵蚀性能。
5. X射线衍射(XRD)分析X射线衍射分析是一种常用的材料分析方法,可以用来评估材料的结构和相变。
在抗硫酸盐侵蚀检验中,可以通过对待测样品进行X 射线衍射分析,来研究硫酸盐侵蚀对材料晶体结构的影响。
通过分析X射线衍射图谱中的峰位和峰强,可以评估材料的抗硫酸盐侵蚀性能。
以上是几种常用的抗硫酸盐侵蚀检验方法。
根据不同的应用场景和需求,可以选择合适的方法来评估材料的抗硫酸盐侵蚀性能。
混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法及评价指标研究(一)
混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法及评价指标研究(一)摘要:本文评述了抗硫酸盐侵蚀的中国国家标准方法、外国国家标准方法以及国内一些科研单位提出的抗硫酸盐侵蚀的试验方法,分析了这些试验方法及评价指标的合理性及存在的不足之处。
结合正在修订的国家标准GBJ82—85《普通混凝土长期性能与耐久性试验方法标准》,对两种新的混凝土抗硫酸盐试验方法——“全浸泡法”和“干湿循环法”做简单的介绍。
关键词:硫酸盐侵蚀;试验方法;评价指标1前言研究混凝土抗硫酸盐侵蚀必须制定一套合理可行的试验方法,在既定试验方法的基础上还必须指定某些评价指标来衡量混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能。
但是,我国至今还没有统一的用于混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验方法及评价混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的指标。
因此,对于混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法及评价指标的研究意义重大。
2中国国家标准侵蚀方法及评价指标我国曾先后三次制定了用于水泥抗硫酸盐侵蚀的试验方法的国家标准:GB749—1965、GB/T2420—1981和GB/T749——2001,但是这些试验方法和评价指标都还存在着一些缺点或不足。
我国早期的国家标准GB749—19651ll基本上是沿用前苏联1954年的H114—54,采用1:3.5胶砂,试件为10mm×l0mm×30mm的长方形试体。
为保证试验结果的一致性,试件为加压成型,湿气中养护1d,淡水中养护14d,然后一部分试件仍然在淡水中养护,另一部分放人含有硫酸盐的环境水或人工配制的硫酸盐溶液中,养护至6个月。
水泥的抗蚀性以腐蚀系数表示。
腐蚀系数是同一龄期的水泥胶砂试件在侵蚀溶液中的抗折强度与在淡水中的抗折强度之比。
评定准则为:6个月时的腐蚀系数小于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。
该方法的优点是有明确的评定标准,但是该方法需要成型的试件数量多,试验周期长。
同时,该方法没有指明侵蚀溶液的浓度,没有考虑在高-浓度和低-浓度时侵蚀机理的不同等问题。
抗硫酸盐侵蚀取样试验方法
抗硫酸盐侵蚀取样试验方法
硫酸盐侵蚀是一种常见的腐蚀现象,特别是在化工、石化、电力等行业中,经常会遇到这种问题。
为了保证设备和管道的安全运行,需要对材料的抗硫酸盐侵蚀性能进行测试。
本文将介绍一种常用的抗硫酸盐侵蚀取样试验方法。
需要准备好试样。
试样的制备应符合相关标准,如GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》等。
试样的形状和尺寸应符合实际使用情况,一般为长方形或圆柱形。
试样的表面应平整光滑,无明显缺陷和裂纹。
接下来,将试样放入硫酸盐溶液中进行浸泡。
硫酸盐溶液的浓度和温度应符合实际使用情况,一般为3%~5%的硫酸盐溶液,温度为60℃~80℃。
试样的浸泡时间应根据实际使用情况确定,一般为24小时或48小时。
浸泡结束后,将试样取出并进行观察。
观察试样表面是否出现腐蚀现象,如出现腐蚀,则需要进行进一步的分析和测试。
可以使用扫描电镜、X射线衍射等仪器对试样进行分析,以确定其抗硫酸盐侵蚀性能。
需要注意的是,在进行抗硫酸盐侵蚀取样试验时,应严格遵守相关安全规定,如佩戴防护眼镜、手套等个人防护装备,避免接触硫酸盐溶液等有害物质。
抗硫酸盐侵蚀取样试验是一种重要的测试方法,可以帮助我们了解材料的抗腐蚀性能,为设备和管道的安全运行提供保障。
混凝土中的硫酸盐侵蚀分析
混凝土中的硫酸盐侵蚀分析一、背景介绍混凝土作为一种重要的建筑材料,在建筑工程中应用广泛。
然而,在实际应用过程中,混凝土会受到多种因素的影响,其中硫酸盐的侵蚀是混凝土损坏的常见原因之一。
硫酸盐的侵蚀会破坏混凝土的结构,降低其力学性能,严重时会导致混凝土的失效。
因此,深入了解混凝土中硫酸盐侵蚀的原理及其影响因素,对于保障混凝土结构的稳定性和安全性具有重要意义。
二、硫酸盐的侵蚀原理硫酸盐的侵蚀是指硫酸盐与混凝土中的水化产物反应,导致混凝土内部发生化学变化,从而破坏混凝土结构的过程。
硫酸盐侵蚀主要包括硫酸盐的化学反应和物理反应两个方面。
1. 硫酸盐的化学反应硫酸盐的化学反应是指硫酸盐与混凝土中的水化产物反应生成新的化合物,从而破坏混凝土结构。
硫酸盐与水化产物反应的化学式如下:Ca(OH)2 + 2H2SO4 → CaSO4·2H2O + 2H2O2. 硫酸盐的物理反应硫酸盐的物理反应是指硫酸盐与混凝土中的水化产物发生物理反应,导致混凝土内部产生膨胀和龟裂。
硫酸盐的物理反应主要有两种形式,即渗透膨胀和结晶膨胀。
三、硫酸盐侵蚀的影响因素硫酸盐侵蚀的程度受多种因素的影响,主要包括硫酸盐类型、浓度、温度、环境气候等。
1. 硫酸盐类型硫酸盐类型不同,对混凝土的侵蚀程度也不同。
常见的硫酸盐类型有CaSO4、MgSO4、Na2SO4等,其中MgSO4对混凝土的破坏最为剧烈。
2. 浓度硫酸盐的浓度越高,对混凝土的侵蚀程度越大。
一般来说,硫酸盐浓度超过5%时,对混凝土的破坏比较明显。
3. 温度温度对混凝土中硫酸盐侵蚀的影响较大。
在高温下,硫酸盐侵蚀速度加快,对混凝土的破坏也更为严重。
4. 环境气候环境气候对混凝土中硫酸盐侵蚀的影响也较大。
如在潮湿的环境中,混凝土中的水分会增加,从而加速硫酸盐的侵蚀速度。
四、硫酸盐侵蚀的评价方法硫酸盐侵蚀的评价方法主要包括重量损失法、强度损失法、电导率法、X射线衍射法等。
1. 重量损失法重量损失法是指将混凝土浸泡在硫酸盐溶液中,一段时间后取出,测量其重量变化,从而评价硫酸盐侵蚀的程度。
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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。
②液浓度的影响越来越多的研究表明,溶液浓度对反应速度有很大的影响,一般认为混凝土硫酸盐破坏分两个阶段,在第一阶段,生成的钙矾石和石膏填充了混凝土的内部孔隙,此时混凝土的膨胀可忽略不计;第二阶段,持续生成的钙矶石和石膏引起的膨胀加速混凝土的裂缝形成和发展,进而使混凝土表面剥落。
水泥混凝土硫酸盐侵蚀破坏的实质是,环境水中的硫酸盐离子进入其内部,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矶石、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。
混凝上受硫酸盐侵蚀的特征是表面发白,损坏通常从棱角处开始,接着裂缝开展、剥落,使混凝土成为一种易碎的,甚至松散状态。
杨德斌等通过试验得出,溶液中硫酸钠浓度低于5%时,提高硫酸盐溶液的浓度对抗蚀系数的影响不大,而当溶液达到饱和时,抗蚀系数衰减最快。
但方祥位等通过试验得出,当溶液浓度小于一定值时,试件抗蚀系数衰减会随着溶液浓度的提高而增快,但当超过一定值时,衰减速度反而下降,试件浸泡在浓度为巧%的硫酸钠溶液中侵蚀速度最快。
冷发光等指出,加速浸泡的硫酸盐溶液最佳浓度应该是:在水溶液中,硫酸盐含量为5%时,侵蚀最为严重;在土壤中硫酸盐含量为7%时,腐蚀最为严重。
由此可见,溶液的pH值对侵蚀速度和机理都有影响,在设计室内加速试验时,一定要注意保持溶液pH值的恒定,使之符合现场实际暴露条件。
干湿循环引起的裂化速度比持续浸泡引发的性能劣化快得多。
循环制度为:试件标养28天,放入侵蚀溶液浸泡12小时,然后在烘箱中65-75℃烘干12小时,24小时为一循环,共循环100次。
试件规格为40mmx40mmx160mm细碎石混凝土试件,用动弹模、抗折强度和抗压强度的变化研究硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响。
冯乃谦教授也对混凝土抗硫酸盐侵蚀干湿循环进行了试验研究,其试验方法是:按设计要求配合比制作100*100*100试件,静停一天后拆模,移入养护室养护28天,然后进行干湿循环试验。
循环制度为:室温5%NaSO4中浸泡16小时,取出凉干1小时;放入80℃烘箱中烘干6小时,冷却1小时后称重或压强度。
一个循环为24小时,成溶液的容器采用带盖的塑料制品。
记录重量损失5%或强度损失25%时循环次数为试验终止判定依据,同时观察混凝土表面的破损情况。
于实际工程,更关心的是混凝土强度的变化,国内对水泥混凝土的抗硫酸盐性能主要是通过对比两组试件的强度来判断,我国GB2420-1981提出以抗折抗蚀系数(即浸泡在侵蚀溶液中试件的抗折强度与淡水中的同龄期抗折强度之比)作为评价指标。
杨德斌等基于提出了一种新的试验方法,定义抗折强度比值作为抗蚀系数,即为浸泡在侵蚀溶液中的砂浆试件的抗折强度与水中标养28天的砂浆试件的基准抗折强度的比值。
但这些方法均采用小试件,无法完全反映混凝土侵蚀破坏的评价指标,且根据AdamNeville的研究认为抗折强度易受分层破坏的影响,不宜作为抗硫酸盐侵蚀的评价指标。
因而,不少试验方法采用试件抗压或弹性模量作为评价指标[24]。
对于硫酸钠侵蚀来说,采用抗折抗蚀系数、抗压抗蚀系数、相对动弹模损失作为快速评定的指标较为合适,质量损失由于其滞后性,不能较早反映侵蚀实际情况。
对于硫酸镁侵蚀来说,由于侵蚀速度较慢,抗折、抗压抗蚀系数和动弹模均未出现衰减,对于质量损失,其能够反映侵蚀过程中试件C-S-H凝胶的分解,但由于反应速度太慢,也不能作为一个敏感指标。
因而对于硫酸镁溶液中混凝土的侵蚀指标的选择有待进一步探索。
抗压强度的变化趋势为先增大后减小,随龄期的增长抗压强度逐渐减小,在浸泡四十天时,抗压强度达到最大值,20%浓度的溶液中,试件在80-100天时,其强度已经低于28天基准强度,10%浓度的溶液,试件在100~120天时,强度开始低于基准强度,而0.5%和5%浓度的溶液中,在140天龄期结束时,其侵蚀后强度均高于28天基准强度。
从这一点可以看出,在长期浸泡中,随着溶液浓度的增加,侵蚀速率也跟着加快。
混凝土在硫酸盐中的侵蚀过程可分为两个阶段,第一阶段,有扩散来控制,这一阶段生成的石膏和钙矶石填充了混凝土的空隙,这个阶段引起的混凝土体积膨胀几乎可以忽略不计;第二阶段,持续生成的钙矾石在混凝土内部形成很大的内应力,从而加速混凝土中裂缝的形成与扩展,从而造成混凝土分层与剥落。
因而在第一阶段,由于混凝土内部孔隙中结晶物的形成从而使得混凝土的密实度提高,因而使得混凝土在早期阶段抗压强度会有明显提高。
而在第二阶段,抗压强度会随着裂缝的开展而降低,侵蚀溶液浓度越高,生成结晶物的速度越快,因而使得高浓度溶液的第一阶段与第二阶段的强度变化速率远大于低浓度溶液中浸泡的试件。
混凝土氯离子侵蚀和碳化的耦合效应研究先碳化后氯离子侵蚀浸泡:在试件表面1-3mm区域两者的氯离子浓度值相近,这表明碳化对混凝土表面氯离子的堆积影响很小。
不过,在之后的3-15mm区段,未经碳化的试件中氯离子浓度在各个深度处均明显高于碳化后的试件。
这充分说明,碳化阻止了氯离子向混凝土内部渗透。
此外,在曲线的12.5mm与17.5mm处均发生了氯离子浓度的局部堆积峰值,该区域恰好处于碳化区的前沿,而在直接氯盐浸泡的试件中并未发现此现象。
经碳化的试件氯离子扩散系数略低于未经碳化的试件,这是由于先期碳化作用生成的碳酸钙填充了混凝土内部孔隙,阻碍了氯离子渗透。
由于碳化降低了混凝土对氯离子的结合能力,二是与氯离子的扩散机理有关。
在碳化区,先期碳化作用降低了混凝土中的Ca(oH)2含量,从而降低了Nacl与其生成Friedel,S的量,即降低了氯离子的结合能力.因此在总氯离子侵入量相等的前提下,碳化区结合氯离子减少,自由氯离子相应增多,这就相对增大了碳化区与未碳化区之间的浓度梯度。
而在这一较高浓度梯度的驱动下,较多的自由氯离子从碳化区向非碳化区加快迁移,从而在碳化区和非碳化区的交界处(即碳化区的前沿)产生了局部的浓度峰值。
而在非碳化区,由于不存在碳化的影响,氯离子的分布符合扩散规律,再加上局部浓度峰值的存在,补给了继续向内部扩散的氯离子来源,因此该区域的氯离子浓度大小与未经碳化的混凝土相差不大.由以上分析可知,碳化对氯离子侵蚀的影响存在着正负效应:l)阻碍方面,碳化产物填充了混凝土孔隙,阻止了氯离子渗透;2)促进方面,碳化会释放结合氯离子导致自由氯离子增多,在碳化前沿产生氯离子浓度的局部峰值,加速了氯离子渗透.因此,必须结合两方面的作用综合分析碳化对于氯离子渗透的影响,根据具体情况明确到底是哪一方面的作用更占优势。
本文试验中,由于先期碳化试验浓度较高,表层碳化深度较大,而产生的局部浓度峰值较小,因此阻碍方面的影响占主导。
然而,在多数暴露环境下,碳化的作用是非常缓慢的,若碳化深度较小,有可能促进方面的影响更大,并且随着时间的推移和局部浓度峰值的增加,该促进效应更为明显.这一点与赵铁军等人的现场检测结果相一致。
先氯离子浸泡后碳化:经过氯盐浸泡后,试件的碳化速率发生了显著的降低.可见,氯盐侵蚀能显著降低混凝土的碳化深度。
通过扫描电镜分析,可以对上述试验结果进行合理的解释,即氯盐侵蚀使得混凝土孔隙结构更加致密,阻碍了二氧化碳气体的进入,这既可能是由化学反应引起也可能是物理作用形成。
分析如下:l)物理作用:由于混凝土是先进行氯盐浸泡后放入湿度为70%的碳化箱进行碳化,经过较长时间的风干后,混凝土表层水份向外部蒸发导致表层中的氛盐以结晶体的形式存在,随着风干过程的持续结晶体逐渐填充了孔隙。
实际情况中,这一作用机理的发生主要位于海洋环境下的浪溅区。
在这一区域,由于风干时间较长,干燥时混凝土表面的氯离子常以晶体的形式存在;晶体的形成填充了孔隙,阻碍了二氧化碳的进入。
这也充分解释了为何浪溅区混凝土碳化作用不明。
2)化学反应:RamachandranI指出,氯离子在混凝土中有三种存在状态:孔隙液中的自由氯离子、以Friede’S形式存在的结合氯离子和以化学吸附作用存在于CSH凝胶表面的氯离子。
其中,Friede,S在孔隙中的沉积作用和CSH凝胶表面形成的化学吸附层都会细化孔隙尺寸,使孔隙结构变得致密。
渗水性实验1 稳态流动法国外用于评价抗渗性的方法是稳定流动法,其方法为将试件各侧面密封,从一面以压力水施压,当达到稳定状态后,测量指定时间内透过特定厚度混凝土的渗水量,按达西定律求得渗透系数K ,即稳定流动法仅适用于研究具有较高渗透性,例如强度不高、龄期不长的混凝土,且根据Darcy 定律计算渗透系数过程中,测量一般存在相当大的试验误差。