超細(xì)石灰石水泥基材料水化與TSA侵蝕規(guī)律研究.pdf

1、許多工程以達(dá)到節(jié)能利廢，同時(shí)為產(chǎn)生良好的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益，在水泥混凝土中加入石灰石粉，根據(jù)其特殊因素CO32—，為了能在水泥混凝土中更加科學(xué)、合理的應(yīng)用石灰石粉，本文開(kāi)展了超細(xì)石灰石粉水泥基材料的水化研究：同時(shí)，水泥混凝土在低溫、高濕、硫酸鹽和碳酸鹽共同存在的環(huán)境中，其產(chǎn)物會(huì)生成除鈣礬石和石膏以外近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的一種新的物相碳硫硅酸鈣而導(dǎo)致破壞，與傳統(tǒng)硫酸鹽侵蝕不周的是這種硫酸鹽侵蝕破壞會(huì)直接導(dǎo)致水泥石中CSH凝膠體的分解，使混凝土變?yōu)?/p>

2、一種泥砂混合物，破壞性更強(qiáng)。這種特殊的硫酸鹽侵蝕被定義為碳硫硅酸鈣型硫酸鹽侵蝕（thaumasiteformofsulfateattack，簡(jiǎn)稱(chēng)TSA）。由于碳硫硅酸鈣和鈣礬石結(jié)構(gòu)、形貌上的相似，長(zhǎng)期以來(lái)，報(bào)道的工程實(shí)例通常都?xì)w結(jié)為鈣釩石、石膏型硫酸鹽侵蝕破壞。2002年6月，首屆“碳硫硅酸鈣和TSA破壞”國(guó)際會(huì)議在英國(guó)的召開(kāi)標(biāo)志著水泥基材料TSA破壞作為硫酸鹽侵蝕的一種特殊類(lèi)型受到水泥混凝土界的關(guān)注。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（503

3、78075）和國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目（2005AA332010）的資助下，開(kāi)展了超細(xì)石灰石粉對(duì)水泥基材料的抗硫酸鹽侵蝕研究。 主要工作和成果如下： 1、研究了超細(xì)石灰石粉水泥基膠凝材料需水量、力學(xué)性能，從電阻率和X射線(xiàn)衍射試驗(yàn)分析了超細(xì)石灰石粉水泥漿體水化初期結(jié)構(gòu)形成機(jī)理。石灰石粉摻量35％時(shí)，與未摻加石灰石粉基準(zhǔn)試樣相比，需水量隨石灰石粉細(xì)度的增加呈先降低后增加的峰谷式變化；超細(xì)石灰石粉摻量對(duì)水泥基膠凝材料力學(xué)性能影響

4、表現(xiàn)為早期強(qiáng)度在低摻量下增加，摻量增加，強(qiáng)度降低；超細(xì)石灰石粉能夠改善水泥基材料柔韌性，不同細(xì)度石灰石粉在摻量5％、15％、35％時(shí)28d壓折比均小于未摻加石灰石粉的基準(zhǔn)試樣；超細(xì)石灰石粉摻入膠凝材料中在水化進(jìn)行600min前能夠促進(jìn)水泥水化，電阻率高于未摻加石灰石粉基準(zhǔn)試樣，而后，其電阻率的增長(zhǎng)遠(yuǎn)小于未摻加石灰石粉基準(zhǔn)試樣；超細(xì)石灰石粉的摻入能和水泥基材料中的鋁相反應(yīng)生成比硫鋁酸鹽更加穩(wěn)定的碳鋁酸鹽。 2、通過(guò)XRD、TG—D

5、SC和量熱微觀測(cè)試分析得出，超細(xì)石灰石水泥膠凝材料體系的水化產(chǎn)物與水化速度隨著石灰石粉摻量的增加，單碳鋁酸鈣形成提前；石灰石粉的加入延遲了鈣礬石的生成，對(duì)鈣礬石起到了穩(wěn)定作用；石灰石粉改變了水泥水化歷程，與純水泥水化放熱相比，10％石灰石粉的摻入致使第一放熱峰明顯增高、前移，誘導(dǎo)期縮短，提前大約40分鐘進(jìn)入加速期；石灰石粉使單位質(zhì)量的水泥24h放熱量增加了8.5％3、摻35％超細(xì)石灰石填料的砂漿經(jīng)受低溫硫酸鹽侵蝕7個(gè)月就生成了明顯的碳硫

6、硅酸鈣腐蝕產(chǎn)物；在5±1℃的2％MgSO4溶液中浸泡1年后，純水泥砂漿的破壞形式為表面開(kāi)裂、脫落，主要腐蝕產(chǎn)物為鈣礬石和石膏晶體；摻35％石灰石粉砂漿則主要表現(xiàn)為先膨脹開(kāi)裂，之后表面軟化、漿化的破壞過(guò)程，最終腐蝕產(chǎn)物以碳硫硅酸鈣和石膏晶體為主，為典型的TSA侵蝕破壞。 4、粉煤灰、礦粉的摻加能有效延緩或者抑制水泥基材料和外來(lái)侵蝕介質(zhì)的反應(yīng)。隨著摻量的增高，侵蝕環(huán)境中試件的外觀完整性保持的越好，強(qiáng)度損失率降低，并且腐蝕物相總量隨著