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石粉岩性对混凝土抗硫酸盐性能的影响--嵩山重工机制砂设备

机制砂设备生产机制砂混凝土的硫酸盐侵蚀破坏被认为是引起混凝土材料失效破坏的四大主要因素之一。如果硫酸盐浓度超过1500mg/L,硫酸盐侵蚀的可能性就很大。在我国,一些铁路、公路、矿山的水电工程中都发现了地下水对混凝土构筑物的硫酸盐侵蚀破坏问题,有的已严重危及了工程的安全运行。水泥基材料硫酸盐侵蚀破坏的实质是由环境水中的硫酸盐离子进入水泥石内部与一些固相组分发生化学反应,牛成一些难溶的盐类矿物而引起。这些难溶的盐类矿物一方面可使硬化水泥石中CH和CSH等组分溶出或分解,导致水泥基材料强度和粘结性能损失。其反应类型‘般包括:钙矾石结晶型、石膏结晶型、MgS04溶蚀·结晶型和碳硫硅钙石溶蚀.结晶型。

其中碳硫硅钙石(Thaumasite)作为一种矿物早在20世纪60年代就被发现存在于受硫酸盐和碳酸盐共同侵蚀的水泥基材料中,但长期以来并没有引起人们应有的重视。1999年1周,英国伯明翰大学lcc Clarke教授等在一份报告中将此类破坏定义为一种特殊形式的硫酸盐侵蚀,即TSAthaumasite form ofsulfate attack)。一般认为碳硫硅钙石有两种生成途径:一种认为其是由于水泥石中水化产物CSH凝胶与硫酸盐和碳酸盐在适当条件下直接反应生成,此反应的过程非常缓慢,但它能直接将水泥石中的CSH凝胶转变为无任何胶结性能的碳硫硅钙石晶体,使水泥基材料溶蚀解体;另一种认为其是由硅钙矾石过渡相逐渐转化而成,此反应过程也非常缓慢,但是-q碳硫硅钙石晶体开始形成,反应速度会明显加快。同时,大量研究还表明,遭受硫酸盐侵蚀的掺石灰石粉水泥基材料在温度低于10℃的条件下可产生碳硫硅钙石型破坏。

在温度20℃时,前8个月,砂浆的抗折强度基本呈增加趋势,浸泡到10个月时,砂浆的抗折强度开始出现下降趋势,且同时砂浆棒试样棱角出开始出现开裂,但无论从抗折强度变化规律还是从砂浆棒出现开裂的时间上比较,石粉岩性对砂浆抗折强度的影响没有明显的差异。

在温度20℃时,在5%的硫酸钠溶液中浸泡的砂浆试样抗压强度迅速增加,但4~8个月时,其抗压谥度基本相当,当浸泡龄期达到10个月时,砂浆试样的抗压强度开始逐渐降低,试样边角开始出现裂缝,但抗压强度降低幅度与石粉岩性无明显相关性。 为了进一一步对比石粉岩性对混凝土抗硫酸盐性能的影响,对试样开裂处进行取样(即受硫酸盐侵蚀12个月试样),作进一步微观分析。

石粉掺加入砂浆中,未改变其受硫酸盐侵蚀破坏的形式,其制砂机破坏主要形式为石膏结晶型破坏,且在石膏大量形成时,大量的CH与CSH凝胶被溶解。同时,从SEM图片中还可以看出,石粉岩性对硫酸盐侵蚀破坏的程度与类型没有明显的差异。

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