掺石灰石粉混凝土抗硫酸盐侵蚀性能及改善机理
发布时间：2021-10-21 08:40
为提高掺石灰石粉混凝土在硫酸盐环境下的耐久性能,研究掺石灰石粉混凝土抗硫酸盐侵蚀性能以及粉煤灰/矿粉改善机理,通过混凝土硫酸盐干湿循环实验,得到试件外观及抗压强度变化,采用傅里叶红外光谱、XRD、SEM/EDS分析探究侵蚀产物物相组成。研究结果表明,硫酸钠结晶作用和生成的侵蚀产物石膏导致试件膨胀开裂,强度性能下降。石灰石粉的掺入增加了侵蚀产物中石膏的含量,从而引起混凝土试件抗侵蚀性能的下降,单掺25%和50%（质量分数）石灰石粉试件抗压强度耐蚀系数分别下降了23.1%和33.9%。粉煤灰/矿粉与石灰石粉互掺时表现出互补的协同效应,改善了掺石灰石粉混凝土抗硫酸盐干湿循环侵蚀的性能。矿粉的效果优于粉煤灰,胶凝材料采用66%水泥-17%石灰石粉-17%（质量分数）矿粉组成的混凝土表现出最优的抗侵蚀性能。
【文章来源】：硅酸盐通报. 2020,39(10)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
试件侵蚀前后外观对比
表4为各个龄期混凝土试件抗压强度,计算所得抗压强度耐蚀系数如图2所示,从图2可以看出,胶凝材料为100%基准水泥的对照组抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能最好,抗压强度几乎没有下降。一般认为抗压强度耐蚀系数低于75%时试件失效[22],单掺25%和50%石灰石粉的试件抗压强度耐蚀系数仅有76.9%和66.1%,相较于对照组分别下降了23.1%和33.9%,表现出严重的性能下降,结合图1试件侵蚀外观变化来看,两组单掺石灰石粉的试件出现严重的裂缝和脱落现象,这对于强度性能是非常不利的。胶凝材料为50%水泥-25%石灰石粉-25%粉煤灰、50%水泥-25%石灰石粉-25%矿粉、66%水泥-17%石灰石粉-17%矿粉的试件抗压强度耐蚀系数分别达到了83.3%、88.5%、97.1%,与单掺石灰石粉的两组试件相比均有明显的提高,说明掺入粉煤灰/矿粉可以显著提高掺石灰石粉混凝土的抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能,其中矿粉的效果要优于粉煤灰,当混凝土胶凝材料采用66%水泥-17%石灰石粉-17%矿粉时得到最优的抗硫酸盐侵蚀性能。张风臣等[25]也发现,掺量为15%、30%时,矿粉对掺石灰石粉水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能的改善效果明显优于粉煤灰,当掺量为45%、60%时,矿粉和粉煤灰的改善效果接近。为探究胶凝材料组成对强度性能的影响机理,本文开展微观试验得到侵蚀物相组成、微观形貌及化学组分变化。图3 硫酸盐干湿循环侵蚀产物FTIR光谱
硫酸盐干湿循环侵蚀产物FTIR光谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]干湿循环下硫酸盐对水泥基孔隙材料的侵蚀破坏综述[J]. 张明亮,亢景付,杨荣伟. 硅酸盐通报. 2019(10)
[2]水泥–石灰石粉胶凝材料孔结构多重分形特征以及与渗透性的关系[J]. 郭明磊,肖佳,左胜浩. 硅酸盐学报. 2019(05)
[3]石灰石粉和含铝相辅助性胶凝材料的协同作用对混凝土抗碳化性能的影响[J]. 王德辉,史才军,贾煌飞. 材料导报. 2018(17)
[4]腐蚀环境中混凝土桩基耐久性研究进展[J]. 李镜培,李林,陈浩华,邵伟,岳著文. 哈尔滨工业大学学报. 2017(12)
[5]石灰石粉在水泥基材料中的作用及对其耐久性的影响[J]. 史才军,王德辉,贾煌飞,刘剑辉. 硅酸盐学报. 2017(11)
[6]西宁盐渍土地区混凝土劣化机理试验研究[J]. 乔宏霞,朱彬荣,陈丁山. 应用基础与工程科学学报. 2017(04)
[7]石灰石微粉与偏高岭土复合对水泥强度和水化产物的影响[J]. 卢都友,张少华,徐江涛,凌康,许仲梓. 硅酸盐学报. 2017(05)
[8]矿物掺和料对磷酸镁水泥基修补砂浆强度的影响[J]. 任强,蒋正武,马敬畏. 建筑材料学报. 2016(06)
[9]粉煤灰加剧半浸泡混凝土硫酸盐侵蚀的研究[J]. 刘赞群,李湘宁,侯乐,施斌林,邓德华. 建筑材料学报. 2017(03)
[10]硅铝质掺合料对含石灰石组分水泥基材料硫酸盐侵蚀的影响[J]. 张风臣,赵云,朱富万. 河海大学学报(自然科学版). 2014(05)
硕士论文
[1]硫酸镁侵蚀环境下石灰石粉—粉煤灰混凝土性能退化机理研究[D]. 姜亚飞.中国矿业大学 2014
[2]石灰石粉对混凝土拌合物性能的影响[D]. 陈喜旺.清华大学 2010
本文编号：3448634
【文章来源】：硅酸盐通报. 2020,39(10)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
试件侵蚀前后外观对比
表4为各个龄期混凝土试件抗压强度,计算所得抗压强度耐蚀系数如图2所示,从图2可以看出,胶凝材料为100%基准水泥的对照组抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能最好,抗压强度几乎没有下降。一般认为抗压强度耐蚀系数低于75%时试件失效[22],单掺25%和50%石灰石粉的试件抗压强度耐蚀系数仅有76.9%和66.1%,相较于对照组分别下降了23.1%和33.9%,表现出严重的性能下降,结合图1试件侵蚀外观变化来看,两组单掺石灰石粉的试件出现严重的裂缝和脱落现象,这对于强度性能是非常不利的。胶凝材料为50%水泥-25%石灰石粉-25%粉煤灰、50%水泥-25%石灰石粉-25%矿粉、66%水泥-17%石灰石粉-17%矿粉的试件抗压强度耐蚀系数分别达到了83.3%、88.5%、97.1%,与单掺石灰石粉的两组试件相比均有明显的提高,说明掺入粉煤灰/矿粉可以显著提高掺石灰石粉混凝土的抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能,其中矿粉的效果要优于粉煤灰,当混凝土胶凝材料采用66%水泥-17%石灰石粉-17%矿粉时得到最优的抗硫酸盐侵蚀性能。张风臣等[25]也发现,掺量为15%、30%时,矿粉对掺石灰石粉水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能的改善效果明显优于粉煤灰,当掺量为45%、60%时,矿粉和粉煤灰的改善效果接近。为探究胶凝材料组成对强度性能的影响机理,本文开展微观试验得到侵蚀物相组成、微观形貌及化学组分变化。图3 硫酸盐干湿循环侵蚀产物FTIR光谱
硫酸盐干湿循环侵蚀产物FTIR光谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]干湿循环下硫酸盐对水泥基孔隙材料的侵蚀破坏综述[J]. 张明亮,亢景付,杨荣伟. 硅酸盐通报. 2019(10)
[2]水泥–石灰石粉胶凝材料孔结构多重分形特征以及与渗透性的关系[J]. 郭明磊,肖佳,左胜浩. 硅酸盐学报. 2019(05)
[3]石灰石粉和含铝相辅助性胶凝材料的协同作用对混凝土抗碳化性能的影响[J]. 王德辉,史才军,贾煌飞. 材料导报. 2018(17)
[4]腐蚀环境中混凝土桩基耐久性研究进展[J]. 李镜培,李林,陈浩华,邵伟,岳著文. 哈尔滨工业大学学报. 2017(12)
[5]石灰石粉在水泥基材料中的作用及对其耐久性的影响[J]. 史才军,王德辉,贾煌飞,刘剑辉. 硅酸盐学报. 2017(11)
[6]西宁盐渍土地区混凝土劣化机理试验研究[J]. 乔宏霞,朱彬荣,陈丁山. 应用基础与工程科学学报. 2017(04)
[7]石灰石微粉与偏高岭土复合对水泥强度和水化产物的影响[J]. 卢都友,张少华,徐江涛,凌康,许仲梓. 硅酸盐学报. 2017(05)
[8]矿物掺和料对磷酸镁水泥基修补砂浆强度的影响[J]. 任强,蒋正武,马敬畏. 建筑材料学报. 2016(06)
[9]粉煤灰加剧半浸泡混凝土硫酸盐侵蚀的研究[J]. 刘赞群,李湘宁,侯乐,施斌林,邓德华. 建筑材料学报. 2017(03)
[10]硅铝质掺合料对含石灰石组分水泥基材料硫酸盐侵蚀的影响[J]. 张风臣,赵云,朱富万. 河海大学学报(自然科学版). 2014(05)
硕士论文
[1]硫酸镁侵蚀环境下石灰石粉—粉煤灰混凝土性能退化机理研究[D]. 姜亚飞.中国矿业大学 2014
[2]石灰石粉对混凝土拌合物性能的影响[D]. 陈喜旺.清华大学 2010
本文编号：3448634
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