抗硫酸鹽侵蝕混凝土配比方案的比較研究【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述工程力學(xué)工程力學(xué)抗硫酸鹽侵蝕混凝土配比方案的比較研究抗硫酸鹽侵蝕混凝土配比方案的比較研究混凝土是以砂、石為主要骨料（按一定級(jí)配規(guī)律），以水泥為主要膠結(jié)原料形成的固體結(jié)構(gòu)材料。由于混凝土材料是人工設(shè)計(jì)制備而成，且具有石材性質(zhì)，在工程界又稱(chēng)之為砼。這種材料是一種既有悠久歷史又具有現(xiàn)代氣息，而且還在不斷發(fā)展的材料。說(shuō)其歷史悠久，在我國(guó)，最早可以追溯到6000年前的半坡遺址，那時(shí)就出現(xiàn)了用泥膠結(jié)制作的地基、地坪[

2、1]；在國(guó)外，古羅馬在2000年前也曾使用具有較強(qiáng)水硬性的凝膠材料，來(lái)設(shè)計(jì)建造過(guò)地下水通道[2]。在此后的5000多年里，世界各國(guó)的勞動(dòng)人民就，在不斷實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，曾先后發(fā)明制造了石膏和石灰以及石灰與火山灰混合物為膠結(jié)材料的混凝土材料類(lèi)似物，但是這些材料主要是水硬性的，耐水性差，強(qiáng)度也不高，性能跟現(xiàn)在的混凝土性能不可同日而語(yǔ)，但是每個(gè)新的混凝土的出現(xiàn)都推動(dòng)當(dāng)時(shí)的建筑建造技術(shù)的發(fā)展。直到1824年，英國(guó)建筑個(gè)人約瑟夫阿斯普?。↗os

3、ephAspdin）第一次燒制出了“可以制成與波特蘭島巖石顏色類(lèi)似并且十分堅(jiān)硬耐水的凝膠材料”。他將其稱(chēng)之為“波特蘭水泥”。這種性能較好的水泥就是現(xiàn)今硅酸鹽水泥的原型[3]。這種水泥的發(fā)明，開(kāi)辟了凝膠物質(zhì)材料和混凝土科學(xué)的新時(shí)代，使混凝土這種人造石材非常迅速的成了工程界里建筑工程材料中的最主要的材料之一。從而對(duì)水泥和混凝土的研究也逐漸成了材料科學(xué)和工程研究領(lǐng)域中的一個(gè)非常重要的組成部分。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)混凝土的用料作配合比設(shè)計(jì)與計(jì)算，始于1

4、9世紀(jì)末至20世紀(jì)初期。這是因?yàn)殇摻罨炷林饕迷诮Y(jié)構(gòu)工程上，與混凝土的強(qiáng)度有很大關(guān)系，才引發(fā)人們對(duì)配合比的研究。在20世紀(jì)初期到20世紀(jì)30年底這段時(shí)間里，關(guān)于混凝土配合比設(shè)計(jì)出現(xiàn)了好幾種理論，但是經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)，證明瑞士人保羅米在1925年發(fā)表的水灰比理論及其公式較為切合實(shí)際，各個(gè)國(guó)家根據(jù)自身的不同情況，對(duì)其略有改動(dòng)，至今仍在使用，從而使他的理論一直沿用至今[4]?，F(xiàn)如今，混凝土技術(shù)隨著材料科學(xué)的發(fā)展和混凝土用途的越來(lái)越廣泛，迅速發(fā)

5、展到了跨學(xué)科、跨行業(yè)并且相互滲透的非常廣泛的領(lǐng)域。在我國(guó)，從20世紀(jì)中期出現(xiàn)減有一定數(shù)量的硫酸鹽。通常來(lái)說(shuō)，在我國(guó)的西北地區(qū)，有硫酸鹽侵蝕發(fā)生的建筑物大多都是紅色巖系地基，它們的沉積環(huán)境是氣候干燥條件下的內(nèi)陸相碎屑構(gòu)造，此類(lèi)地基的含水條件和滲透性能受到構(gòu)造發(fā)育程度以及填充物質(zhì)的制約和影響，在巖層中通常會(huì)含有針狀、薄片狀以及團(tuán)塊狀石膏，因?yàn)閹r石透水性一般較弱，從而導(dǎo)致降水在巖層中緩慢流動(dòng)或凝滯，因此在滲流途中，可以充分溶解可溶鹽類(lèi)礦物并由

6、此變成了礦化度較高的氯化物硫酸鹽型水[10]。從而慢慢的對(duì)所接觸到的建筑物和水利設(shè)施等進(jìn)行侵蝕。根據(jù)硫酸鹽侵蝕的復(fù)雜性的情況，人們提出了許多硫酸鹽侵蝕機(jī)理其中有代表性的觀點(diǎn)有以下幾種：1.石膏型硫酸鹽侵蝕，該觀點(diǎn)認(rèn)為，一旦硫酸根離子滲入混凝土后，就會(huì)與其中的氫氧化鈣反應(yīng)生成石膏。有些科研人員認(rèn)為石膏的形成會(huì)引起混凝土體積膨脹從而使混凝土受到膨脹壓力的作用，BingTian[11]的研究結(jié)果表明，在剛開(kāi)始的前四周是潛伏期，一旦潛伏期過(guò)后，

7、試件便以較大的速度膨脹。2.鈣礬石型侵蝕，該觀點(diǎn)認(rèn)為，硫酸根離子滲入混凝土后，會(huì)與其中的水化溶液反應(yīng)生成硫鋁酸鈣（延遲鈣礬石），由于延遲鈣礬石晶體的生長(zhǎng)產(chǎn)生膨脹力[12]進(jìn)而導(dǎo)致混凝土微損傷演化，混凝土的彈性模量，強(qiáng)度隨之降低，從而導(dǎo)致慢慢變壞。3.硫酸鹽結(jié)晶型侵蝕該觀點(diǎn)認(rèn)為，在一定環(huán)境下，硫酸鹽自己會(huì)形成結(jié)晶水化物。生成的結(jié)晶產(chǎn)物可以導(dǎo)致其體積膨脹從而產(chǎn)生結(jié)晶壓力導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生并最終導(dǎo)致混凝土的劣化通常這種破壞發(fā)生在干濕循環(huán)區(qū)域。4.

8、碳硫硅鈣型硫酸鹽侵蝕[141516]該觀點(diǎn)認(rèn)為，碳硫硅鈣石在較低的溫度下形成（015），它是CSH和硫酸根還有碳酸根或二氧化碳反應(yīng)生成的產(chǎn)物因?yàn)樘剂蚬桠}石的形成必須要有CSH的參加從而能使水泥漿變成無(wú)黏結(jié)力的、糊狀的物體導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度降低。鑒于硫酸鹽侵蝕具有嚴(yán)重的危害性，有許許多多的研究人員對(duì)它進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，并且取得了非常豐碩的研究成果，這些前輩的研究成果，對(duì)我們的繼續(xù)研究有非常重要的意義。我國(guó)的林毓梅及其合作者研究了荷載作用

9、情況下，海水對(duì)混凝土的腐蝕性能他們的研究表明荷載產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)加速混凝土的腐蝕效應(yīng)和力學(xué)性能的劣化并且應(yīng)力腐蝕對(duì)變形性能的影響大于對(duì)強(qiáng)度的影響[17]。以W.G.Piasta為首的研究人員，研究了持續(xù)壓縮荷載作用下混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能。該研究結(jié)果表明如果應(yīng)力水平高于0.65同時(shí)承受應(yīng)力會(huì)加速硫酸鹽的腐蝕進(jìn)程；然而，如果應(yīng)力水平低于0.275同時(shí)承受應(yīng)力會(huì)延遲硫酸鹽腐蝕進(jìn)程[18]。以U.Schneider為首的研究人員研究了持續(xù)壓縮荷載