混凝土抵抗高浓度硫酸盐、镁盐侵蚀性能研究

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为研究混凝土在高浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀环境作用下的抗侵蚀能力,探讨混凝土遭受硫酸盐、镁盐双重侵蚀破坏的机理,参照《水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法》GB/T749-2008中的K法,采用浸泡法进行侵蚀试验,分析了水胶比、粉煤灰掺量、养护龄期、水泥品种、溶液浓度等因素对试件抵抗高浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀性能的影响;借助扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)观测、分析试件的内部结构及侵蚀产物。通过试验得到以下结论:(1)水胶比、粉煤灰掺量、养护龄期、水泥品种等因素均对混凝土的抗镁盐侵蚀能力有一定影响。降低水胶比对增强普通硅酸盐水泥试件抗镁盐侵蚀能力只在较低浓度侵蚀溶液中有一定效果;掺入较大粉煤灰掺量有利于提高普通硅酸盐水泥试件的抗镁盐侵蚀能力;养护龄期越长,普通硅酸盐水泥试件的抗镁盐侵蚀能力越高;硫铝酸盐水泥胶砂试件有着比普通硅酸盐水泥胶砂试件更强的抗镁盐侵蚀能力。(2)在较低浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀环境中,降低水胶比、增大粉煤灰掺量,可在一定程度上提高普通硅酸盐水泥试件试件的抗蚀能力;但在高浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀环境中,即使降低水胶比或增大粉煤灰掺量也难以抵抗高浓度双重侵蚀溶液对混凝土造成的侵蚀破坏。(3)在高浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀溶液中,硫铝酸盐水泥胶砂试件的抗蚀能力明显高于普通硅酸盐水泥胶砂试件,低水胶比的硫铝酸盐水泥试件具有更强的抗蚀能力。(4)遭受镁盐侵蚀破坏的试件,其特征是:表面外观较完整,但强度明显降低。其原因是Mg2+与水泥石的水化产物发生化学反应,生成了无胶结能力的软化物质--氢氧化镁和水化硅酸镁,弱化了试件的强度。(5)在高浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀下发生破坏的试件,其特征是:试件表面起砂、剥落严重。其原因是双重侵蚀溶液中的Mg2+、SO42-与水泥石的水化产物发生化学反应,分别生成氢氧化镁、水化硅酸镁及石膏,这三种侵蚀产物相互交织在一起,弱化试件表层水泥石的胶结力和强度,最终导致试件发生破坏。(6)硫铝酸盐水泥试件在高浓度硫酸盐、镁盐双重侵蚀溶液中表现出较强的抗侵蚀能力的原因是,硫铝酸盐水泥试件的密实度高,且试件中Ca(OH)2含量很少,能与Mg2+、SO42-发生反应生成的侵蚀产物也少,因此,试件更难以发生侵蚀破坏。
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