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摘 要

硅酸盐水泥诞生至今，因取材方便、价格低廉、施工性能好，受到了来自社会各界的使用和关注并且广泛的应用于人类发展的各个方面，成为当今世界使用量最大的人造建筑材料，并且今后相当长的时间内这个趋势仍将保持下去。但是由于混凝土多孔的性质，为环境介质中的各种离子提供了侵蚀的通道，因此提高混凝土耐久性成为了混凝土研究的重要方面。硫酸盐侵蚀就是破坏混凝土耐久性的重要因素之一，同时也是也是影响因素最复杂、危害最广的一种侵蚀。

本文主要研究环境介质中的硫酸盐物质向混凝土内部的渗透，通过对水泥砂浆的抗折强度、抗压强度、不同深度硫酸根离子的含量，并结合受浸泡试件的微观结构观察和分析，研究水泥砂浆的硫酸盐侵蚀的演化过程和作用机理。

研究结果表明，水泥砂浆的抗折抗压强度随着浸泡龄期的增加呈先增加后降低的趋势，浸泡后的水泥砂浆试块随着深度的增加钙矾石的含量逐渐减小而氢氧化钙的含量逐渐增加。

关键词：水泥砂浆 硫酸盐侵蚀 强度 钙矾石

ABSTRACT

Since its first invention, Portland cement has been highly paid attention to and widely used in various aspects of human development for the convenient resource, low cost and good construction performance, becoming the world's most utilized artificial building materials. Additionally, this trend will continue in the future for a long time. However, due to the porous nature of concrete, enormous ion in the environment medium easily possess the erosion channel. Thus improving the durability of concrete turns out to be the most important aspects of the concrete research. Sulfate attack is one of the most conspicuous factors which reduce concrete durability, meanwhile it also makes the most comprehensive erosion effect with the most complex influence factors.

This paper mainly researches on the penetration of sulfate in the environment medium into the concrete material. Through the study of flexural strength, compressive strength of cement mortar, content of sulfuric acid root ion in different depth and the analysis about the microstructure of soaking specimens, the evolution and mechanism of sulfate erosion process can be revealed.

The results show that the flexural and compressive strength of cement mortar was reduced after the first increase trend with the increase of soaking age. After soaking, the content of ettringite in the cement mortar block gradually decreased while the content of calcium hydroxide gradually increased with the increase of depth .

Key words：cement mortar, sulfate attack, strength, ettringite

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2混凝土硫酸盐侵蚀的研究现状 1

1.2.1混凝土硫酸盐侵蚀机理 2

1.2.2影响硫酸盐侵蚀的因素 4

1.3硫酸盐侵蚀试验评价方法 7

1.4抗硫酸盐侵蚀混凝土的配制试验方法的研究 8

1.5研究目标与计划 8

第二章 实验材料及实验内容 10

2.1实验原料 10

2.2实验仪器 10

2.3 实验方法 10

第三章 实验结果与分析 12

3.1试块的成型与养护 12

3.2水泥砂浆（w/c=0.5）的抗硫酸盐侵蚀性能 12

3.2.1强度试验 12

3.2.2表面5mm的SO₄^2-离子的浓度 14

3.2.3不同深度SO₄^2-离子浓度 15

3.3侵蚀试样组成的XRD分析 18

3.4侵蚀试样组成的SEM分析和EDS能谱分析 19

第四章 结论 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 绪论

1.1引言

硅酸盐水泥诞生至今，因取材方便、价格低廉、施工性能好，受到了来自社会各界的使用和关注并且广泛的应用于人类发展的各个方面，成为当今世界使用量最大的人造建筑材料，并且今后相当长的时间内这个趋势仍将保持下去。但是由于混凝土多孔的性质，为环境介质中的各种离子提供了侵蚀的通道，因此提高混凝土耐久性成为了混凝土研究的重要方面。硫酸盐侵蚀就是破坏混凝土耐久性的重要因素之一，同时也是也是影响因素最复杂、危害最广的一种侵蚀^[1]。

大多自然环境中都含有硫酸盐，如淡水湖泊和河流中的硫酸根离子质量浓度不超过60mg/L，而在地下矿化水中，硫酸根离子的质量浓度相当高，在盐质量浓度为339-359mg/L的海水中，硫酸根离子的质量浓度为2500-2700mg/L。同时，混凝土组分本身也有可能带有硫酸盐，它们在各种条件下会和混凝土发生作用，导致混凝土性能的退化甚至破坏^[2-5]。由于硫酸盐对混凝土的侵蚀导致建筑物提前失效的例子在国内外比比皆是，如：东德Magdeburg 城泉水中的硫酸盐（SO₄^2- 离子含量约为2040mg/l）对Elbe河桥桩的侵蚀，使得4年内由于混凝土膨胀，将桩升高了8cm，造成广泛开裂，因而必须拆除重建^[6]；美国加利福尼亚洲南部广大地区的土壤中富含硫酸盐，这些硫酸盐通常是以石膏的形式存在。其住宅楼的混凝土浇铸2-4年之后，应为受到了硫酸盐侵蚀而引起的表面分化、骨料外露、砂浆脱落、微小裂纹和胀裂^[7] ；我国如青海省的一些人防工程、八盘峡水电站等都出现了程度不同的混凝土硫酸盐侵蚀的现象。

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