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摘 要

石灰石微粉应用于水泥中可降低水泥用量、减少水泥单位质量 CO₂ 排放，符合绿色化、可持续化的发展理念，产生良好的生态与经济效应。将同属碳酸盐岩的白云石磨细做水泥混凝土矿物掺合料，近年来持续受到关注。然而，碳酸盐微粉对水泥材料对水泥材料可能产生长期的不良影响。很多实验研究和工程案例表明，水泥的抗硫酸盐侵蚀性能可能会由于石灰石微粉的掺入而变弱。本文通过查阅大量的文献，对在低温硫酸盐侵蚀下白云石微粉和石灰石微粉掺杂的水泥的劣化过程的研究做了比较详细的叙述。并以石灰石水泥为参照，将白云石与石灰石微粉水泥砂浆60℃预养护28 d，提高反应程度、放大两者化学效应后，在低温（5℃）50 g/L硫酸钠溶液侵蚀养护，系统对比了不同掺量、60℃预养护条件下两种微粉水泥砂浆膨胀率、表观变化，并且揭示两者的低温侵蚀机理。

关键词：白云石 石灰石 养护温度（60℃） 低温侵蚀（5℃） 抗硫酸盐侵蚀性能

Degradation Process and Mechanism of Dolomite Micro-powder Cement under Low Temperature Sodium Sulfate Attack

Abstract

The application of limestone micropowder in cement can reduce the amount of cement and reduce the CO2 emissions per unit mass of cement, which is in line with the concept of green and sustainable development and produces good ecological and economic effects. Grinding dolomite, which is also carbonate rock, as cement concrete mineral admixture, has continued to receive attention in recent years. However, carbonate fine powder may have long-term adverse effects on cement materials. Many experimental studies and engineering cases show that the resistance of cement to sulfate attack may be weakened by the incorporation of fine limestone powder. In this paper, by referring to a large number of documents, the study on the deterioration process of cement doped with fine powder of dolomite and fine powder of limestone under low temperature sulfate corrosion has been described in detail. Using limestone cement as a reference, pre-curing dolomite and limestone fine powder cement mortar at 60 ℃ for 28 days to increase the degree of reaction and amplify the chemical effect of the two, then eroding and curing at low temperature (5 ℃) 50 g / L sodium sulfate solution, the system The expansion rate and apparent change of the two kinds of micro-powder cement mortars with different dosages and pre-curing conditions at 60 ℃ were compared, and the low-temperature erosion mechanism of the two was revealed.

Key Words:dolomite;limestone; Curing temperature （60℃）；Low temperature erosion （5℃）；sulfate corrosion resistance

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1课题背景 1

1.2研究现状 2

1.2.1对水泥砂浆强度和水化产物的影响因素 2

1.2.2含白云石微粉和石灰石微粉砂浆的孔结构 3

1.2.3含白云石微粉水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能 4

1.2.4硫酸外腐蚀的因素 5

1.3研究内容 8

1.4存在的主要问题 8

第二章 原材料和制备方法 10

2.1 原材料 10

2.2实验方法 10

2.3 分析方法 11

第三章 实验结果与分析 12

3.1实验结果 12

第四章 结论与展望 14

4.1 结论 14

4.2展望 14

参 考 文 献 15

致 谢 17

第一章 引言

1.1课题背景

在过去的几十年时间中，在欧洲和拉丁美洲国家，采用不同石灰石填料的替代标准的波特兰水泥的产量在增加，依据其技术、经济和生态效益，预计其世界产量将增加。对于普通水泥，欧洲标准EN197-1（2000）容许5%的石灰石作为次要的附加成分，它还分别定义了四种类型的PLC，包括6-20%的石灰石（Ⅱ/A-L型和Ⅱ/A-LL型）和21-35%的石灰石（Ⅱ/B-L型和Ⅱ/B-LL型）。拉丁美洲国家的水泥标准也出现了类似的趋势。在阿根廷，PLC（IRAM50000/07）包含0-25%的石灰石填料，而巴西标准（NBR11578/91）定义了含有6-10%的实惠填料的CPⅡ-F型波特兰复合水泥。在墨西哥，含有6-35%石灰石填料的复合水泥也是符合标准化的（NMXC-414-0/99）。ASTMC150-04标准最近允许在水泥中石灰石填料(CaCO3gt;70%)的质量提高到5%，以满足该标准的化学和物理要求。另一方面，ASTMC1157-03标准(水硬性水泥)规定了水泥的性能要求，对其组成或成分没有任何限制。自1983年以来，加拿大标准(今天的水泥材料纲要CSAA3000-03)允许在10型和30型波特兰水泥中的添加物为5%的石灰石^[1]。

硫酸盐侵蚀是指随着多孔水泥基质中硫酸根离子的进入，其中的水化产物与硫酸根离子发生反应，生成钙矾石、石膏、碳硫硅钙石等，并导致水泥基材料产生开裂、强度损失、软化的过程^[1-2]。石灰石微粉作为辅助胶凝料在水泥和混凝土生产上已被广泛应用。其具有填充、成核、稀释以及形成碳铝酸盐的物理化学效应^[3]。除此之外石灰石微粉在混凝土耐久性也备受国内外关注。邓德华^[4]发现石灰石粉的掺入对砂浆或混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能有很大的影响，石灰石粉的掺入可使水泥基材料的体积有很大的膨胀甚至导致其开裂，最终导致其强度大幅度下降。已有研究^[5]表明石灰石微粉水泥在低温下更易发生硫酸盐侵蚀，这与碳硫硅钙石的形成有关。

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