论文部分内容阅读
硫酸盐侵蚀是造成水泥基材料耐久性破坏的一个重要因素。与石膏型、钙矾石型，MgSO4溶蚀-结晶型等传统的硫酸盐侵蚀相比，碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀（TSA）则是近三十年来所发现的新型硫酸盐侵蚀。碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀是在低温条件下水泥基材料中的水化硅酸钙与硫酸盐和碳酸盐发生反应生成一种失去粘结性能的灰白色物质碳硫硅钙石（thaumasite,CaSiO3·CaCO3·CaSO4·15H2O），随着水化硅酸钙的不断消耗，胶凝材料逐渐变成“泥质”。这类硫酸盐侵蚀破坏在宏观上并不会导致水泥基材料明显的膨胀和开裂,从而利于破坏的检测和观察,而是一种渐进的、但当达到临界点时便会迅速破坏水泥基材料；因此其侵蚀具有隐蔽性，较传统硫酸盐侵蚀破坏更严重。由于其较短的研究时间，导致仍有许多问题和现象有待于进一步的研究和探索，特别是目前学术界和工程界尚无有效的快速评价方法，其原因在于碳硫硅钙石侵蚀相比于其他硫酸盐侵蚀更加隐蔽，同时其侵蚀周期很长，多达十年数十年，本文利用电脉冲技术原理加速水泥基材料TSA的破坏。试验研究了电脉冲装置及方法、电脉冲阴极阳极侵蚀液影响、电脉冲侵蚀机理等，重点在于对电脉冲用于水泥基材料TSA加速侵蚀的加速试验方法及装置的研究。研究结果表明：①本试验研究成功了电脉冲加速TSA的整套试验装置及方法，选用金属钛解决了阳极电极的腐蚀问题。②确定了电脉冲参数中以脉冲电压30v，脉冲周期10s时为最佳电脉冲参数，此条件下能够在侵蚀120天龄期时形成明显的碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀。③在电脉冲中阴阳极侵蚀离子影响中，以阴极采用Na2SO4溶液，阳极为MgSO4溶液时，具有最好的加速侵蚀效果。④SO42-浓度分布研究表明电脉冲作用能够加速SO42-的迁移和硫酸盐侵蚀反应的发生，是一个双向加速效果。⑤后续工作尚需对石灰石粉在TSA中的作用以及在电脉冲作用下水泥基材料内部pH变化进行深入研究，以进一步探明电脉冲加速水泥基材料TSA的机理。