含铝化合物对混凝土抗硫酸盐侵蚀的影响

引言 (1)

第1章文献综述 (2)

1.1硫酸盐侵蚀的定义及影响 (2)

1.2硫酸盐侵蚀的机理 (2)

1.2.1硫酸盐结晶破坏型 (2)

1.2.2钙矾石型硫酸盐侵蚀 (3)

1.2.3石膏型硫酸盐侵蚀 (4)

1.2.4MgSO4双侵蚀型 (5)

1.2.5碳硫硅钙石型侵蚀 (5)

1.3影响混凝土硫酸盐溶液侵蚀的因素 (6)

1.3.1内部因素 (7)

1.3.2外部因素 (8)

1.4硫酸盐侵蚀试验评价方法 (11)

1.5国内外硫酸盐反应预防措施的研究现状 (11)

1.5.1合理选用水泥品种 (11)

1.5.2合理掺加矿物掺合料 (12)

1.5.3提高混凝土密实度、改善孔结构 (12)

1.5.4表面处理和涂层 (12)

第2章实验原料及研究方法 (13)

2.1实验目的和实验方法 (13)

2.1.1实验目的 (13)

2.1.2技术路线 (13)

2.1.3实验方案 (14)

2.2实验原材料及实验设备 (14)

2.2.1实验原材料 (14)

2.2.2仪器与设备 (15)

2.3砂浆试块的制备方法 (16)

2.4分层粉样制取 (17)

华北理工大学硕士学位论文

第3章含铝化合物对混凝土抗硫酸盐侵蚀的宏观影响 (18)

3.1含铝化合物对混凝土抗硫酸钠溶液侵蚀的影响 (19)

3.1.1含铝化合物对混凝土质量损失和抗压强度的影响 (19)

3.1.2复掺含铝化合物和粉煤灰对混凝土质量损失和抗压强度的影响..21

3.2含铝化合物对混凝土抗硫酸镁溶液侵蚀的影响 (24)

3.2.1含铝化合物对混凝土质量损失和抗压强度的影响 (24)

3.2.2复掺含铝化合物和粉煤灰对混凝土质量损失和抗压强度的影响..26

3.3本章小结 (30)

第4章含铝化合物对硫酸盐侵蚀反应产物组成和形貌的影响 (31)

4.1掺含铝化合物的试件在硫酸钠溶液中的反应产物分析 (31)

4.1.1掺Al2O3和Al(OH)3试件在硫酸钠溶液中的反应产物分析 (31)

4.1.2复掺含铝化合物和粉煤灰的试件在硫酸钠溶液中的反应产物分析37

4.2掺含铝化合物的试件在硫酸镁溶液中的反应产物分析 (47)

4.2.1掺Al2O3和Al(OH)3试件在硫酸镁溶液中的反应产物分析 (47)

4.2.2复掺含铝化合物和粉煤灰的试件在硫酸镁溶液中的反应产物分析52

4.3本章小结 (62)

结论 (64)

参考文献 (65)

致谢 (69)

导师简介 (70)

作者简介 (71)

学位论文数据集 (72)

引言

混凝土的硫酸盐侵蚀，是一种严重影响混凝土耐久性的物理化学反应。硫酸盐侵蚀对混凝土试件具有强烈的破坏作用，刚开始发生的硫酸盐反应，并没有明显的现象，随后硫酸盐离子会逐渐渗入到混凝土试件的内部与水泥水化产物及孔隙中的碱性溶液发生反应，生成具有膨胀应力的硫酸盐产物，当膨胀应力达到一定程度时会导致混凝土试件开裂，剥落，强度下降最终导致混凝土试件的破坏。

1892年，Michalis首次发现了硫酸盐对混凝土具有腐蚀破坏的作用[1]。我国[2-3]存在广阔的硫酸盐环境如东南沿海的盐渍地、海洋、内陆盐湖、受污染的地下水、工业废水中都存在大量的硫酸盐，西南部的甘肃、青海、新疆等地也存在大量的盐碱地、酸雨区，当在以上地区进行工程建设时（公路，矿山，桥梁，隧道等），环境中的硫酸盐溶液就会渗入到混凝土构件的内部与水泥的水化产物发生反应，造成混凝土结构的破坏[4-5]。

封孝信[6-7]教授等人已经研究发现在混凝土中掺加铝矾土、氧化铝、氢氧化铝对已发生的碱-硅酸反应膨胀具有较好的抑制效果，但是在混凝土中掺入这些高铝的物质对硫酸盐侵蚀的效果尚处在研究中，本课题旨在将含铝化合物掺入混凝土中，研究其对抗硫酸盐侵蚀的影响，考察在不同含铝化合物（Al2O3和Al(OH)3）及掺量的作用下，混凝土抗硫酸盐侵蚀程度是否不同。通过研究硫酸盐侵蚀机理，探讨含铝化合物在硫酸盐溶液中的反应，进而研究含铝化合物对混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能的影响。除了将含铝化合物掺入到混凝土中外，还将向混凝土试件中复掺粉煤灰[8-10]来研究其对抗硫酸盐性能的影响。

由于硫酸盐侵蚀直接影响混凝土的耐久性并且对混凝土试件的破坏也较为强烈，所以国内外的学者对硫酸盐侵蚀的研究非常重视，本文通过在混凝土中掺加含铝化合物来研究其是否影响混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能，若不利于混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能，则找出减轻其侵蚀的方法。

本研究得到了国家自然科学基金项目（51172061）资助。