内部硫酸盐侵蚀对水泥基材料性能的影响文献综述
2020-04-18 08:04
文 献 综 述 1.引言 硫酸盐侵蚀一直是威胁混凝土耐久性的问题之一。
按硫酸盐来源可分为外部硫酸盐侵蚀和内部硫酸盐侵蚀,一般所说硫酸盐侵蚀是指外界环境中的SO42-渗入混凝土的孔隙中与某些组分发生反应而产生的膨胀破环。
多年来关于硫酸盐侵蚀的研究主要集中于外部侵蚀,对于由配制混凝土原材料引入的硫酸盐引起的内部侵蚀的研究却比较少。
随着我国公路、铁路建设逐渐往偏远山区发展,面临的地质条件越来越复杂,很多地区的岩层分布有石膏质岩,如成昆铁路南段有23座隧道不同程度穿越石膏质岩层。
在富含石膏质岩地区制取配制混凝土所需集料时,极易因石膏质岩的混入污染集料,导致混凝土产生内部硫酸盐侵蚀破坏,2002年建成的209国道巴东段的十字垭隧道,便因使用了含石膏质岩集料配制混凝土导致在施工完成后仅仅投入运营两年即发生隧道衬砌和路面的严重破坏现象,不得不停止运营并重新维护,增加投资两千多万元。
2.机理 混凝土硫酸盐侵蚀破坏是一个复杂的物理化学进程,机理十分复杂,其实质是环境中的SO42- 进入混凝土内部,与水泥石的某些固相组分发生化学反应而生成一些难溶的盐类矿物,这些难溶的盐类矿物一方面由于吸收了大量水分子而产生体积膨胀,形成膨胀内应力,导致混凝土被破坏,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,导致混凝土强度和粘结性损失。
结构混凝土硫酸盐侵蚀分为物理侵蚀和化学侵蚀两种侵蚀形式,其中物理侵蚀的重要原因是硫酸盐的沉降结晶,而钙矾石和石膏是引起化学侵蚀的主要原因。
化学侵蚀主要体现在硫酸盐与水泥的水化产物氢氧化钙反应生成膨胀性物质钙矾石、石膏等,从而引起混凝土膨胀、开裂、剥落和解体。
其主要类型包括:( 1) 钙矾石结晶型。
绝大多数硫酸盐对混凝土都有显著的侵蚀作用( 除硫酸钡外) 。
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