硫酸盐溶液长期浸泡下机制砂粉煤灰混凝土耐久性研究
随着建筑业的快速发展，混凝土的用途越来越大。作为一种新型建筑材料，机制砂粉煤灰混凝土的应用也越来越广泛。耐久性是混凝土的基本性能，硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性研究的主要方法。由于以往的研究没有统一的方法且缺乏对硫酸根和侵蚀产物的定量分析，所以本试验拟采用长期浸泡的方法，对机制砂粉煤灰混凝土抗硫酸盐侵蚀进行研究。主要取得了以下成果：
1.本试验通过确定机制砂粉煤灰混凝土试件的尺寸、侵蚀溶液及其浓度、宏观和微观测试指标等，来研究不同水胶比混凝土在不同浓度的硫酸钠溶液中随时间变化的侵蚀状况。其中宏观测试指标包括表观现象、质量变化、强度变化，微观测试指标包括硫酸根浓度、混凝土组分和侵蚀产物分析。
2.通过肉眼观察和普通放大镜辅助的方法对试块表面及边角等进行观察，结果表明：受硫酸盐溶液侵蚀的混凝土试块特征为表面发白，有孔洞产生，棱角有轻微砂化现象；高浓度溶液对混凝土的侵蚀要比低浓度的侵蚀严重；粉煤灰含量高的试件其破坏程度略低，这说明粉煤灰发挥了效应。
3.采用电子天平进行试块质量测试，结果表明：在研究的侵蚀龄期范围内，质量呈现出缓慢上升这样一个趋势，且溶液浓度对混凝土质量的变化影响不大。
4.按照普通混凝土力学性能试验方法进行强度测试，结果表明：混凝土的抗压强度呈现了先下降后上升再下降的趋势，同种浓度下，没有粉煤灰的试件抗压强度曲线总是在有粉煤灰的试件之上，同种水胶比下，试件在四种不同浓度硫酸盐溶液中的抗压强度变化规律一致，但在清水中浸泡30d时的强度下降斜率要小于高硫酸根浓度的溶液中浸泡30d的强度下降斜率。没有粉煤灰的试件的劈裂抗拉强度则呈现了先上升再下降再上升再下降再上升的趋势，粉煤灰含量高的试件则呈现了先下降再上升再下降再上升的趋势。
5.对各个龄期受硫酸盐溶液长期浸泡的混凝土试块采用钻芯、分层切片、研磨提取水泥石粉末样本进行化学分析，研究了硫酸根离子在混凝土内的分散和传输规律。结果表明：经过与基准浓度作比较，发现经过900d的浸泡，硫酸根的侵蚀深度很小，并且含有粉煤灰的F2、F3试件，由于粉煤灰效应的发挥，使得其受硫酸盐侵蚀的深度在90d龄期时变小。混凝土内硫酸根离子含量随侵蚀深度的增加而减少，混凝土由表及里其受侵蚀的程度逐渐减小。相同条件下侵蚀溶液的浓度越高混凝土内硫酸根离子的含量越高，且浓度越高离子含量的增幅越大，这表明混凝土受侵蚀的程度越大。对于同种浓度，同一深度，同种水胶比的混凝土，随着龄期的增长，含有粉煤灰的试件的硫酸根含量逐渐减小，尤其以F3试件的现象最为明显，这表明粉煤灰掺量为30％的混凝土，其抗硫酸盐侵蚀性能比较好。
6.采用TG-DSC热分析方法，X射线衍射分析和扫描电镜观察的方法对混凝土组分和侵蚀产物的分析，结果表明：混凝土受硫酸盐侵蚀内部产生大量钙矾石，D溶液浸泡的混凝土试件中有石膏生成。
- 作者：
- 李伦
- 学位授予单位：
- 华北水利水电学院
- 专业名称：
- 结构工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 赵顺波
- 中图分类号：
- TU503；TU528.21
- 关键词：
- 硫酸盐溶液；长期浸泡；机制砂粉煤灰混凝土；结构耐久性；力学性能
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