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高岭土可提高混凝土耐腐蚀性

时间:2014-05-07 10:16:33

作者:世邦机器

耐腐蚀性:①耐硫酸盐腐蚀性偏高岭土在高性能混凝土中的另一个重要作用是其可以显著提高混凝土的耐腐蚀性。混凝土结构破坏的原因之一是硫酸盐侵人生成石膏或钙矾石从而导致混凝土结构的膨胀破坏。砂浆在硫酸盐侵蚀下,体积膨胀主要来自于两种膨胀性生成物――钙矶石或石膏的形成,从被腐蚀砂浆样品的XRD谱图看出,结晶物相组成除了杂质石英外,其高岭土的用途它相主要为钙矶石或石膏或方解石或氯化钠晶体。其中钙矾石和石膏是典型的硫酸盐侵蚀产物。

Khatistrong等(1998)研究了偏高岭土对水泥砂浆抗Na2S04溶液侵蚀性的影响,在5%的Na2SO4溶液中浸泡至520d的结果表明,在实验的取代量范围内(理想取代量为25%),偏高岭土可以显著提高水泥砂浆的耐腐蚀性,砂浆试件的膨胀率减小,强度提高,耐腐蚀性随取代量的增大而提高,取代量为20%和25%时砂浆试件至520d的膨胀率接近于零,即不产生硫酸盐侵蚀破坏。Khatistrong等认为抗硫酸盐侵蚀能力的提高可主要归因于偏高岭土、高岭土加工混凝土孔的细化和Ca(OH)2含量的降低,前者阻止硫酸盐渗入,后者降低钙矾石和石膏的形成。

罗帅等(2007)通过短期以硫酸钠溶液浸泡的方法来研究几种胶凝材料体系的抗硫酸盐侵蚀能力,通过XRD等微观测试手段对这几种体系的侵蚀类型进行了研究。结果表明,不同的掺和料(偏高岭土、粉煤灰和超细矿渣)及其掺加方式(CMS、CMF和CS)配制的胶凝体在侵蚀介质中发生的侵蚀类型并不相同,其中空白试块(C)和单掺试块(CS)既发生了钙矾石型侵蚀,又发生了石膏型侵蚀,双掺试样(CMS和CMF)则是以钙矾石型侵蚀为主。

杨凤玲等(2011)发现在硫酸盐的作用下,两组混凝土试块的质量和强度均发生了不同程度的变化,掺有部分偏高岭土的试块质量变化率明显小于基准试块,基准试块的抗压强度由50.5MPa下降至46.8MPa,强度损失率达7.33%,掺有15%偏高岭土的试块抗压强度从60.7MPa下降到58.4MPa,强度损失率仅为3.79%,由此看出偏高岭土有利于提高混凝土的耐腐蚀性。

②对氯离子的固化能力混凝土对氯离子的化学结合和物理吸附的能力统称为对氯离子的固化能力。当混凝土中的氯离子量一定时,其固化能力越强,则游离态氯离子越少,引发钢筋锈蚀的概率也越低。偏高岭土的主要化学成分为无定形态的A10O3、SiO2,能提供大量的形成弗里德尔盐(FriedePssalt,简称F盐)所需的铝组分,降低游离氯离子的浓度,增强钢筋混凝土的耐腐蚀性。

杨长辉等(2010)以偏高岭土作为矿物掺和料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了偏高岭土掺量、养护温度、硫酸盐、金属阳离子等因素对水泥石氯离子固化率的影响。结果表明,掺入偏高岭土能显著增加水泥石中F盐的含量,掺加40%偏高岭土可使其对氯离子的固化效果达到非常大。通过EDS能谱发现其中含有质量分数为2.2%的氯离子,这也证明掺入偏高岭土后其水泥水化产物C-S-H(水化硅酸钙)凝胶能物理吸附氯离子。

曹征良等(2004)研究偏高岭土对混凝土Cl-导电量的影响时发现,含偏高岭土15%〜20%时,混凝土导电量仅为基准混凝土的一半;偏高岭土掺量低于30%时,氯离子导电量随着偏高岭土掺量的增加而减校这是由于混凝土的孔系结构得到改善,偏高岭土大大提高了混凝土的耐久性能,致密的混凝土孔系结构有效地阻止了离子的自由迁移。

Boddy等(2001)研究了偏高岭土取代量为0.8%和12%,水胶比为0.3和0.4混凝土的氯离子渗透性。结果表明,水灰比为0.4、掺加8%和12%偏高岭土的水泥混凝土中Cl-的扩散系数低于水灰比为0.3的基准混凝土中Cl-的扩散系数。说明偏高岭土可以大大降低混凝土的氯离子渗透性。

周俊龙等(2012)测试了海水海砂胶砂中钢筋的极化电位和失重率,观察了钢筋的锈蚀情况,研究了不同掺和料和阻锈剂对海水海砂混凝土护筋性的影响。结果表明,粉煤灰、矿渣对海水海砂混凝土护筋性改善作用有限,而偏高岭土的改善作用显著,钢筋极化电位明显正移;复掺偏高岭土(20%)和三乙醇胺(1.5%)后,海水海砂混凝土的护筋性明显提高,钢筋极化电位与淡水标准砂配制的普通混凝土相近,钢筋失重率明显降低,标准养护420d后钢筋无锈蚀。其原因在于偏高岭土的活性物质工Al2O3含量高,同时存在Al2O3?2SiO2,这都有利于其对氯离子的物理吸附或化学结合,因此,其固化氯离子能力更强。而三乙醇胺主要是吸附在钢筋表面,改变了金属表面的性质,从而抑制了金属的腐蚀。

黄战等(2008)通过不同比例的偏高岭土矿渣复掺粉对混凝土性能的影响研究表明,矿渣能够降低混凝土的氯离子导电量。往矿渣混凝土中再掺入偏高岭土后,还能够大幅度降低混凝土的氯离子导电量。矿渣和偏高岭土在胶凝材料中的掺量越大,混凝土的氯离子导电量越校在偏高岭土、矿渣复掺混凝土中,矿渣和水泥的优化比例在3:7左右,这样既保证了混凝土的强度,又使得混凝土具有优越的抗氯离子扩散性能。

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