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水泥砂浆抗腐蚀性能试验研究

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水泥砂浆抗腐蚀性能试验研究

朱诗芳;关志成;石铁飚;王福来

【摘 要】从质量损失率的角度研究了聚合物与火山灰在不同掺量下对水泥砂浆抗腐蚀性能的影响,并得出了抗腐蚀性能最佳时的聚合物与火山灰掺量.试验结果表明,在水泥砂浆中同时掺入聚合物和火山灰能明显提高其密实性,增强其抗腐蚀性能.通过对比,抗腐蚀性能最佳时的配比为:聚合物取水泥用量的25%,火山灰取水泥用量的20%.

【期刊名称】《广西水利水电》

【年(卷),期】2010(000)004

【总页数】4页(P6-8,18)

【关键词】水泥砂浆;抗腐蚀性能;聚合物;火山灰

【作 者】朱诗芳;关志成;石铁飚;王福来

【作者单位】云南农业大学水利水电与建筑学院,云南,昆明,650201;云南农业大学水利水电与建筑学院,云南,昆明,650201;云南水工程集团股份有限公司,云南,昆明,650051;云南农业大学水利水电与建筑学院,云南,昆明,650201

【正文语种】中 文

【中图分类】TU528.04

自人造硅酸盐水泥发明以来,混凝土已经成为现代最主要的工程材料之一,在我国,水泥产量早在1997年就位居世界第一[1],可见混凝土在我国应用之广泛。然而,随着混凝土使用时间的增长,由于环境、施工、管理等因素的影响,混凝土工程出现病害与老化的现象逐渐加重,严重影响了混凝土的耐久性。目前,对混凝土结构的修复加固已经成为了一个世界性问题[2]。特别是在腐蚀条件下,会造成水泥砂浆的体积膨胀、水化物析出和分解等,从而引起结构破坏。为此,研究水泥砂浆、混凝土的抗腐蚀性能措施具有重大意义。国内外大量研究表明[3-5],聚合物对水泥砂浆的裂纹具有的粘结作用,能提高砂浆的密实性,形成一个连续的网络结构,因此聚合物水泥砂浆比普通水泥砂浆具有相对更好的粘结强度、抗拉强度、断裂韧性及抗渗性。火山灰能降低水泥用量,有效提高混凝土的耐久性,改善预拌混凝土易产生裂纹的缺点[6]。本文从质量损失率的角度出发研究聚合物与火山灰在不同掺量下对水泥砂浆抗腐蚀性能的影响,寻求腐蚀条件下混凝土掺合料与外加剂的最佳掺量,为相似条件下混凝土配合比设计提供试验数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验原材料

(1)水泥。试验采用的水泥由云南省昆明水泥股份有限公司生产的P.O42.5硅酸盐水泥,密度3.08 g/cm3,其3 d和28 d的抗折强度分别为3.6 MPa,6.8 MPa,3 d和28 d的抗压强度分别为20.7 MPa,46.80 MPa,初凝和终凝时间分别为2 h 57

min,4 h 17 min。检测表明,水泥熟料矿物组成与物理力学指标均符合GB175-2007[7]规定要求。

(2)细骨料。试验用砂采用石灰岩打碎的人工砂,通过检测,所用砂为中砂,属Ⅰ级配区,其他主要技术指标均符合GB/T14684-2001[8]规定要求。

(3)火山灰。试验火山灰为云南省江腾火山灰开发有限公司生产的火山灰,通过出厂报告与实验分析,火山灰活性指数高,成分和颗粒级配合理,细度模数为1.5,有害杂质含量低,微粉性能指标符合企业标准Q/LJT01-2007和DL/T 5144-2001技术要求。

(4)聚合物。本文选用聚合物为南京理工大学科技咨询开发公司与江苏省建筑科学研究院新型材料厂合作开发的NK-101高性能水泥添加剂——聚丙烯共聚乳液,其物理性能指标见表1。

表1 聚丙烯共聚乳液物理性能指标表项 目 指 标外 观 微蓝乳白乳状液固含量(%)40±1粘度(25℃)s(涂-4法)≤15 PH值范围 3-5 5%钙离子稳定性 无絮凝、结块安定性 合 格

1.2 配合比

为对比在加入聚丙烯共聚乳液和火山灰后砂浆的抗腐蚀性能,试验设计了只加入聚丙烯共聚乳液、只加入火山灰和同时加入两种材料的不同对比组。在掺入火山灰时,火山灰用量分别为水泥用量的15%、20%、25%。各组配合比详见表2。

表2 砂浆配合比表 %编号 水泥用量C水灰比W/(C+Y)聚灰比P/(C+Y)砂灰比S/(C+Y)火山灰用量Y SY1 100 0.33 0.20 1.0 0 SY2 100 0.30 0.25 1.0 0 SY3

100 0.27 0.30 1.0 0 SY0-15 87 0.45 0 1.0 13 SY0-20 83 0.45 0 1.0 17 SY0-25

80 0.45 0 1.0 20 SY1-15 87 0.33 0.20 1.0 13 SY1-20 83 0.33 0.20 1.0 17 SY1-25 80 0.33 0.20 1.0 20 SY2-15 87 0.30 0.25 1.0 13 SY2-20 83 0.30 0.25 1.0

17 SY2-25 80 0.30 0.25 1.0 20 SY3-15 87 0.27 0.30 1.0 13 SY3-20 83 0.27

0.30 1.0 17 SY3-25 80 0.27 0.30 1.0 20

1.3 试验方法

试验砂浆试件尺寸为70 mm×70 mm×20 mm,成型24 h后拆模,在标准条件下养护28 d后取出,在烘箱内烘干2 h后称重,再分别浸泡在5%、10%、15%的硫酸溶液内,4 h后取出烘干2 h再称重,继续浸泡4 h后烘干2 h称重,分别计算试件的质量损失率。

2 结果与分析

2.1 聚合物水泥砂浆性能

对只加入聚丙烯共聚乳液砂浆组(SY1-SY3),因其浸泡4 h后质量损失率低于0.5%,故只取其浸泡8 h的质量损失率,试验结果见表3。

由于聚合物的引入能有效改善水泥石的孔隙结构,从而提高砂浆的密实性。本组试验表明:质量损失率随着硫酸溶液浓度的增大而增大,而随着聚合物含量的增加质量损失率呈现先减小再增大的变化规律,以聚灰比为0.25时质量损失率最低。

2.2 火山灰水泥砂浆性能

对只加入火山灰砂浆组(SY0-15、SY0-20、SY0-25),浸泡4 h的质量损失率结果见表4,浸泡8 h的质量损失率见表5。

表3 聚丙烯共聚乳液砂浆试验结果表编号浸泡前重量/g 5%溶液浸泡后质量损失率浸泡前重量/g 10%溶液浸泡后质量损失率浸泡前重量/g 15%溶液浸泡后质量损失率SY1 221.9 218.0 1.76% 226.6 222.4 1.85% 214.7 210.3 2.05%SY2 181.2

178.6 1.43% 191.8 188.5 1.72% 199.8 195.9 1.95%SY3 205.2 201.9 1.61%

200.6 197.0 1.79% 177.4 173.9 1.97%

表4 火山灰水泥砂浆浸泡4 h试验结果表编号浸泡前重量/g 5%溶液浸泡后质量损失率浸泡前重量/g 10%溶液浸泡后质量损失率浸泡前重量/g 15%溶液浸泡后质量损失率SY0-15 260.3 250.5 3.76% 211.1 203.6 3.55% 248.6 230.8 7.16%SY0-20 258.9 250.8 3.13% 229.1 222.4 2.92% 236.8 222.4 6.08%SY0-25 250.8

240.9 3.95% 252.6 242.7 3.92% 219.5 205 6.61%

表5 火山灰水泥砂浆浸泡8 h试验结果表编号浸泡前重量/g 5%溶液浸泡后质量损失率浸泡前重量/g 10%溶液浸泡后质量损失率浸泡前重量/g 15%溶液浸泡后质量损失率SY0-15 260.3 234.5 9.91% 211.1 191 9.52% 248.6 220.6 11.26%SY0-20 258.9 235.4 9.08% 229.1 210.9 7.94% 236.8 211.8 10.56%SY0-25 250.8

226.8 9.57% 252.6 228.6 9.50% 219.5 196.3 10.57%

由于没有掺入聚丙烯共聚乳液,而火山灰本身的抗腐蚀性能很差,所以此组试验的质量损失率都较高,但易得出水泥砂浆的质量损失率最低时火山灰用量为水泥用量的20%。

2.3 聚合物、火山灰混合水泥砂浆性能

同时加入聚丙烯共聚乳液和火山灰砂浆组(SY1-15、SY1-20、SY1-25、SY2-15、SY2-20、SY2-25 、SY3-15、SY3-20 、SY3-25),因其浸泡 4 h 后质量损失率低于0.5%,故只取其浸泡8 h的质量损失率,结果见表6及图1(水泥砂浆质量损失率)。

表6 聚合物和火山灰同时掺入水泥砂浆试验成果表编号浸泡前重量/g 5%溶液浸泡后质量损失率浸泡前重量/g 10%溶液浸泡后质量损失率浸泡前重量/g 15%溶液浸泡后质量损失率SY1-15 225.3 220.7 2.04% 240.2 235.8 1.83% 210.2 205.00

2.47%SY1-20 215.1 212.3 1.30% 230.9 226.9 1.73% 248.3 242.70 2.26%SY1-25 205.4 201.3 2.00% 220.3 215.4 2.22% 220.1 214.30 2.64%SY2-15 210.3

206.8 1.66% 248.4 244.0 1.77% 198.2 192.80 2.72%SY2-20 245.5 243.1 0.98%

210.2 207.1 1.47% 203.3 199.40 1.92%SY2-25 200.4 197.0 1.70% 223.5

218.6 2.19% 130.4 126.80 2.76%SY3-15 205.3 200.8 2.19% 193.2 189.5 1.92%

200.3 194.90 2.70%SY3-20 205.4 200.9 2.19% 213.4 209.7 1.73% 240.3

234.60 2.37%SY3-25 200.3 195.6 2.35% 245.3 239.9 2.20% 215.1 209.40

2.55%

图1 质量损失率曲线图

由本组试验可看出,虽然个别存在差异,但总体比较可得当同时掺入聚丙烯共聚乳液和火山灰时,以聚灰比为0.25,火山灰取代水泥用量的20%时砂浆的质量损失率最低,即此配合比下砂浆的抗腐蚀性能最佳;同时随着硫酸溶液浓度的增大,质量损失率越高,即对砂浆的腐蚀破坏作用越明显。

由以上3组砂浆试验结果及分析可得出同时掺入聚合物和火山灰时,砂浆抗腐蚀性能最佳的配比为:聚灰比为0.25,火山灰为水泥用量的20%。

3 结语 (1)在水泥砂浆中同时掺入聚合物和火山灰,能明显提高砂浆的密实性,增强其耐腐蚀性能。

(2)同时掺入聚合物和火山灰使砂浆的抗腐蚀性能达到最佳的配合比为:聚合物为水泥用量的25%,火山灰为水泥用量的20%。

(3)随着硫酸溶液浓度的增加,对水泥砂浆的腐蚀破坏作用越明显。

参考文献

【相关文献】

[1]江见鲸,李杰,金伟良.高等混凝土结构理论[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2]刘大智,储洪强,蒋林华.聚合物水泥砂浆的耐腐蚀性能[J].水利水电科技进展,2008,28(6):12-14.

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混凝土防腐蚀技术的研究与应用

混凝土防腐蚀技术的研究与应用

混凝土防腐蚀技术的研究与应用

混凝土是一种常用的建筑材料，但是它也面临着一些问题，其中一个主要的问题就是防腐蚀。混凝土在长时间的使用中会受到大气、水、化学物质等多种因素的侵蚀，导致混凝土的质量下降，甚至失去使用价值。因此，混凝土防腐蚀技术的研究与应用具有重要的意义。

一、混凝土防腐蚀技术的研究

1. 防腐蚀材料的研究

防腐蚀材料是混凝土防腐蚀技术的重要组成部分，目前主要的防腐蚀材料有：防腐涂料、防腐粉末涂料、防腐蚀剂、防腐蚀纤维等。

（1）防腐涂料

防腐涂料是目前应用最广泛的一种防腐蚀材料，它可以在混凝土表面形成一层保护膜，防止外界腐蚀因素的侵蚀。防腐涂料有油漆、乳胶漆、环氧涂料、聚氨酯涂料等，其中环氧涂料和聚氨酯涂料的防腐性能更好，但价格也更高。

（2）防腐粉末涂料

防腐粉末涂料是一种新型的防腐蚀材料，它可以在混凝土表面形成一层均匀的涂层，具有较强的防腐性能和耐久性。防腐粉末涂料的种类和颜色很多，可以根据具体需要选择不同的涂料。

（3）防腐蚀剂

防腐蚀剂是一种添加在混凝土中的化学物质，它可以防止混凝土中的钢筋受到腐蚀。防腐蚀剂的种类有很多，如磷酸盐、硝酸盐、硅酸盐等，可以根据具体需要选择不同的防腐蚀剂。

（4）防腐蚀纤维

防腐蚀纤维是一种添加在混凝土中的纤维材料，它可以增加混凝土的强度和耐久性，同时也可以防止混凝土中的钢筋受到腐蚀。防腐蚀纤维的种类有很多，如玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯纤维等，可以根据具体需要选择不同的纤维材料。

2. 防腐蚀技术的研究

除了防腐蚀材料外，还有一些防腐蚀技术可以用于保护混凝土，如防腐蚀涂层、防腐蚀喷涂、防腐蚀电泳等。

（1）防腐蚀涂层

防腐蚀涂层是一种涂覆在混凝土表面的保护层，可以防止外界的腐蚀因素侵蚀混凝土。防腐蚀涂层的种类有很多，可以根据具体需要选择不同的涂层。

（2）防腐蚀喷涂

防腐蚀喷涂是一种将防腐蚀材料喷涂在混凝土表面的方法，可以形成一层均匀的涂层，具有较强的防腐性能和耐久性。防腐蚀喷涂的种类和颜色很多，可以根据具体需要选择不同的喷涂材料。

聚合物水泥砂浆防腐蚀工程技术规程

聚合物水泥砂浆防腐蚀工程技术规程

聚合物水泥砂浆防腐蚀工程技术规程

标题：深度探讨聚合物水泥砂浆防腐蚀工程技术规程

导言：

聚合物水泥砂浆作为一种重要的材料在建筑和工程领域得到广泛应用。在建筑结构的维护和保护中，防腐蚀工程起着至关重要的作用。本文将从多个方面深入探讨聚合物水泥砂浆防腐蚀工程技术规程。首先，我们将介绍聚合物水泥砂浆的基本特性和防腐蚀工程的重要性。然后，我们将详细解析聚合物水泥砂浆防腐蚀工程的关键步骤和方法。最后，我们将总结并分享我们对聚合物水泥砂浆防腐蚀工程的观点和理解。

第一部分：聚合物水泥砂浆的基本特性和防腐蚀工程的重要性

聚合物水泥砂浆是由聚合物改性的水泥和砂浆组成的复合材料。它具有优异的物理和化学性质，如高强度、优良的抗渗透性和抗腐蚀性等。在建筑和工程领域，由于环境的复杂性和外部因素的影响，建筑结构往往容易受到腐蚀的侵害。因此，聚合物水泥砂浆防腐蚀工程的重要性日益凸显。通过采用适当的防腐蚀措施，可以延长建筑结构的使用寿命，提高建筑物的安全性和可靠性。

第二部分：聚合物水泥砂浆防腐蚀工程的关键步骤和方法

1. 表面处理： 聚合物水泥砂浆防腐蚀工程的第一步是对建筑结构表面进行适当的处理。通过清洁、去除浮尘和旧涂层等工艺，可以确保聚合物水泥砂浆的粘结和附着力。

2. 防腐涂层的选择：

选择合适的防腐涂层对于聚合物水泥砂浆防腐蚀工程至关重要。根据具体的工程要求和施工环境，可以选择酸、碱、盐等性质不同的防腐涂层。常见的防腐涂层有聚合物涂料、酚醛漆、环氧涂料等。

3. 施工技术要求：

聚合物水泥砂浆防腐蚀工程的施工过程需要严格按照规程进行。施工人员应具备相应的专业技能，并采取适当的工艺和方法，确保涂层的均匀性和可靠性。

4. 定期检测和维护：

聚合物水泥砂浆防腐蚀工程完成后，定期的检测和维护工作至关重要。通过定期检测聚合物涂层的粘结性、硬度和耐腐蚀性等性能，可以及时发现并修复潜在的问题，保证建筑结构的持久性和稳定性。

水泥砂浆抗硫酸盐腐蚀的研究

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水泥砂浆抗硫酸盐腐蚀的研究

摘要：作为基础设施建设的重要基础材料的水泥混凝土，在研究及设计方向已不再单纯以强度为主要标志，而是向强度及耐久性方向综合发展。硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性的一个重要内容，在此背景下，本文提出以掺矿粉和氟石膏的超硫水泥砂浆为研究对象，与传统硅酸盐水泥进行试验对比研究，从抗蚀系数、膨胀率指标面上分析超硫水泥的抗硫酸盐侵蚀性能，以期开发出以掺入矿物掺合料为特征的高性能水泥体系。

关键词：高性能水泥；耐久性；硫酸盐侵蚀

Abstract: This paper presents the study to the ultra slag cement and fluorgypsum

sulfur cement mortar, comparative study of traditional portland cement, ultra-sulfur

cement resistance to sulfate corrosion coefficient, swelling index surface erosion

performance in order to develop a high-performance cement system characterized by

the incorporation of mineral admixtures.Key words: high-performance cement;

durability; sulfate attack

1 引言

传统的硅酸盐水泥在生产过程中，不仅要消耗大量的资源和能源，而且会造成严重的环境污染。要与不断扩大的工程发展规模相适应，最好大力开发以掺入矿物掺合料为特征的高性能水泥体系，以解决硅酸盐水泥生产中存在的资源、能源消耗高，有害气体排放量大以及耐久性差等问题。

2. 实验内容

2.1制作水泥砂浆试件

2.1.1实验原料

强腐蚀介质作用下高性能混凝土抗腐蚀性的研究

强腐蚀介质作用下高性能混凝土抗腐蚀性的研究

第４卷第３期　华北科技学院学报　２００７年７月　

强腐蚀介质作用下高性能混凝土抗腐蚀性的研究①　

苏胜　，张瑞红　，岳素贞２　（１．华北科技学院土木工程系，北京东燕郊１０１６０１；２．华北科技学院基础部，北京东燕郊１０１６０１）　摘要：针对天津经济技术开发区的环境水质条件（强腐蚀），对高性能混凝土的抗腐蚀性进行了试验研究。　试验结果表明：高性能混凝土抗腐蚀性远优于普通混凝土，其抗腐蚀性至少比普通混凝土提高２倍以上，掺　入的粉煤灰具有提高抗腐蚀性的作用。　关键词：高性能混凝土；抗腐蚀性；粉煤灰　中图分类号：ＴＵ５２８．３３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—７１６９（２００７）０３～００４３—０２　高性能混凝土是近年来混凝土发展的新技　术，其优良的性能已得到人们广泛的认可。研究　者在对高性能混凝土耐久性研究当中，大多数集　中于冻融、碳化、抗渗等方面，对混凝土抗腐蚀研　究得较少，尤其对多种离子作用、强腐蚀介质条件　下研究的就更少。在实际工程当中，如矿区地下　水、盐碱地区、沿海地区、海港码头，均是多种离子　共存（主要腐蚀离子为Ｍ　、ＣＬ一、Ｓ０ｉ一），因此，　进行多种离子作用下混凝土抗腐蚀性的研究就十　分必要。本文针对天津经济技术开发区强腐蚀介　质条件，进行了高性能混凝土抗腐蚀性的研究。　１试验原材料　１）粉煤灰：三河电厂的粉煤灰，为Ⅱ级粉　煤灰。　２）水泥：采用冀东三河水泥厂生产的盾石普　硅水泥，强度等级为４２．５Ｒ，２８天实测为５１．７　ＭＰａ。　３）骨料：所用砂为蓟县中砂，细度模数２．６；　所用碎石为石灰石，产地为三河段甲岭，最大粒　径２０　ｎｌ／ｎ。　４）外加剂：外加剂为天津治建特材有限公　司生产。　２试验用腐蚀液　试验用腐蚀液为模拟天津经济技术开发区　水质条件（强腐蚀），确定：Ｃ１一＝６００００　ｍｇ／ｌ；　ｓｏ１４一＝４０００　ｍｇＡ、Ｍ　＝４０００　ｍｇＡ。　３试验方法与试验方案　３．１浸烘循环制度与试验用腐蚀液　目前，我国尚没有混凝土抗腐蚀的标准测试　方法，借鉴前人试验的基础上，本次试验采用的　方法为：试件尺寸４０　１Ｔｉｍ×４０　ｌ＇Ｉ１／Ｔｔ×１６０　１ＴＩ１Ｔｔ，把　成型好的试件养护２８天后，取出浸泡８小时（浸　入溶液部分的长度为８０　ｎｌ／ｎ，主要模拟开发区　混凝土受到地下水、地表水的作用），然后放入　７５℃烘箱内烘２０小时，此为１循环。分别测定　预定循环时的混凝土试件的抗蚀系数、膨胀率。　３．２试验方案　表１高性能混凝土配合比设计　水泥　粉煤灰　水　砂　石　减水剂　编号　Ｗ／Ｃ＋Ｆ　（　）　（　）　（　）　（　）　（　）　（％）　Ｈ１０　５４０　０　１６２　６２３　１１５６　０．３　０．７５％　Ｈ１１　４３２　１０８　１６２　６２３　１１５６　Ｏ．３　Ｏ．７５％　Ｈ１２　３７８　１６２　１６２　６２３　１１５６　０．３　０．７５％　Ｈ１３　３２４　２１６　１６２　６２３　１１５６　０．３　０．７５％　Ｈ２０　３６０　０　１６２　６２０　１２４９　０．４５　０．３５％　注：Ｈ２０　是为与高性能混凝土相比较而设计的普通混凝土　４试验结果与分析　４．１试验结果　表２高性能混凝土抗蚀系数试验结果　循环次数　编号　Ｗ／ｃ＋Ｆ　２０　４０　６０　８０　１００　１２０　Ｈ１０　０．３Ｏ　１．３１　１．２０　１．１５　１．１２　１．０５　０．９０　Ｈ１１　０．３０　１．２８　１．３２　１．３６　１．３０　１．２７　１．２２　Ｈ１２　Ｏ．３Ｏ　１．２９　１．３３　１．３５　１．３１　１．２５　１．２３　Ｈ１３　０．３０　１．２６　１．２７　１．３０　１．２８　１．２５　１．２０　Ｈ２０　０．４５　０．９４　０．９１　０．７２　０．７０　０．６５　０．３５　（注：抗蚀系数为相同循环次数时，腐蚀液中混凝土的抗折　强度与清水中混凝土抗折强度之比，Ｈ２０　是为与高性能混凝土　相比较而设计的普通混凝土）　①收稿日期：２００７　０５—０５　②作者简介：苏胜（１９６５一），男，河北保定人，硕士，华北科技学院建筑土木工程系副教授。