内容简介

本书针对滨海及西部盐碱地区混凝土建筑物及构筑物因硫酸盐侵蚀而导致工程过早失效问题，在硫酸盐侵蚀作用下混凝土微结构破坏损伤机理研究基础上，以超细矿渣粉为密实组分，复配无机膨胀组分和激发组分，借助分形维数理论和云分析技术，建立了抗压强度比、氯离子扩散系数和耐蚀系数等防腐剂性能指标与配料组成的关系，实现了多组分混凝土无机防腐剂性能的精准调控，有效延长滨海及西部盐渍土环境混凝土工程的服役寿命。

前言

我国受土壤盐渍化危害严重，全国盐碱地总面积为360×1011m2，西北地区的甘肃、宁夏、新疆等省和自治区都受到不同程度盐渍化危害。西部盐碱地区混凝土结构因所处的独特环境，极易遭受硫酸盐的侵蚀，导致保护层失效、服役寿命缩短，给国家造成巨大经济损失。

如能以复合矿物掺和料为主要成分制备适应西部地区严酷环境的混凝土用无机防腐剂，则既可合理利用工业废弃物、降低成本，又可延长极端环境下混凝土工程的服役寿命。基于这一考虑，作者在硫酸盐腐蚀作用下的混凝土微结构损伤机理研究的基础上，提出了超细矿渣粉活性改善工艺，并以活化后的超细矿渣粉为密实组分，复配以膨胀组分和激发组分，开发了抗硫酸盐腐蚀多元复合无机型防腐剂。

本书在国家自然科学基金联合基金重点支持项目“滨海环境下高耐久低胶凝用量自密实混凝土材料设计及基础理论研究（U2006223）”和国家自然科学基金“高氯盐冻害条件下灌区水工建筑再生混凝土性能劣化机制研究（51968060）”的资助下完成，宁夏亿丰砼业有限公司参与了本书试验应用工作。

本书的主要内容如下：

第1章介绍了本书的写作背景和相关研究现状。

第2章介绍了本书研究所用的超细矿渣粉的制备、水化反应和活性提高技术，制备的超细矿渣粉活性较高，28d强度相当于425~525强度等级水泥的28d强度。   

第3章主要介绍超细矿渣粉彩膏二元复合体系对抗硫酸盐侵蚀性能的影响。该复合体系对次生AFt型硫酸盐侵蚀的防护非常有效，制备的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能满足KS120等级。本章利用最紧密堆积原理和分形维数理论对复合粉体的微骨料效应、填充效应和对水泥石孔结构的改善作用进行了分析。

第4章主要介绍利用云分析技术建立了抗压强度比、耐蚀系数等防腐剂性能指标与配料组成的关系，实现多组分混凝土无机防腐剂性能调控，所配制混凝土的耐蚀系数最高达到KS150等级。

第5章利用微观试验手段，对复合矿物防腐剂的抗硫酸盐侵蚀性能进行了微观机理分析，研究了复合矿物粉体菜泥体系内部微观结构的变化规律。

第6章量化了掺有复合防腐剂的水泥基材料受SO2-4侵蚀后的界面变化，阐述了复合体系对混凝土界面区的改善作用，揭示了水泥浆与骨料界面是混凝土硫酸盐侵蚀的主要侵入通道，论证了复合粉体的加入有助于降低界面结晶取向性，削弱界面效应，增加混凝土密实度。

由于出版时间仓促，本书尚有很多不足，错漏之处在所难免，敬请各位同仁专家批评指正。

著者2021年9月

目录

1绪论

11研究背景及意义

111混凝土的硫酸盐侵蚀破坏

112混凝土硫酸盐物理性侵蚀

113混凝土硫酸盐化学性侵蚀

12国内外研究的现状

121矿物掺和料效应的作用形式

122超细矿渣粉及其活性评价

123矿渣粉作为水泥混凝土掺和料的利用现状

124无机掺和料抗硫酸盐类侵蚀研究现状

2超细矿渣粉的活性评价及水化作用研究

21超细矿渣粉制备及其组成

22超细矿渣粉的水化反应及其活性

221水化反应动力

222水化反应特点

223超细矿渣粉的活性

23XRD法在水泥水化反应研究中的应用

231试样制备

232图谱分析

233XRD在水泥基材料中物相分析的应用

234水泥水化产物的XRD定量分析方法

24超细矿渣粉菜泥胶凝体系的水化反应及产物

25水化龄期和超细矿渣掺量对Ca(OH)2含量的影响

251水化龄期的影响

252矿渣掺量的影响

26水泥渤细矿渣粉体系的水化热研究

3超细矿渣二元复合体系对混凝土抗硫酸盐性能的影响

31试验

311超细矿渣粉活性提升技术

312碱对超细矿渣粉的激发作用

313碱激发超细矿渣粉的水化特点

314石膏对超细矿渣粉活性的提升机理

32试验设计

321试验方案

322抗蚀系数测定方法

33超细矿渣彩膏二元复合体系对防腐性能的影响

331防腐性能测试

332物理性能及耐蚀系数分析

34超细矿渣彩膏二元复合体系对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

341抗硫酸盐侵蚀性能

342Na+在混凝土内的分布

343SO2-4侵入深度

35超细矿渣彩膏二元复合体系对混凝土其他耐久性能的影响

351耐久性能指标

352抗碳化性能

353氯离子迁移系数

36超细矿渣粉彩膏二元复合体系抗硫酸盐侵蚀机理

361二元复合体系菜泥体系抗硫酸盐侵蚀机理分析

362硫酸盐侵蚀对二元复合体系胶凝体系界面相的影响

363基于最紧密堆积理论的超细矿渣粉复合体系制备

364复合体系填充效应研究

365胶凝体系超细粉体堆积状态对孔结构的影响

4超细矿渣多元复合体系对抗硫酸盐性能的影响

41多元复合体系对水泥基材料抗腐蚀性能改善机理

411超细矿渣粉作为密实组分的工作机理

412CSA对水泥基材料抗硫酸盐腐蚀的改善机理

413石膏对超细矿渣粉和CSA的激发作用机理

414多元体系共同激发防硫酸盐腐蚀研究技术路线

42试验设计

43多元复合体系防腐性能试验

431物理性能试验

432耐蚀系数

44多元复合体系对混凝土防腐性能影响研究

441复合体系对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能影响

442Na+在试验组混凝土内的扩散

45多元复合体系抗硫酸盐侵蚀机理

5复合体系的水化作用机理研究

51试验方案

52复合体系的水化特征与水化产物

521石膏菜泥体系的水化产物

522CSA菜泥体系的水化产物

53石膏渤细矿渣复合体系水化

531石膏渤细矿渣复合体系水化过程

532石膏渤细矿渣复合体系水化产物定量分析

533本体相水化剩余Ca(OH)2确定

54超细矿渣多元复合体系的水化

541硫铝酸盐水泥熟料CSA的矿物组成及水化过程

542CSA参与的多元复合体系的水化

6复合体系对混凝土界面区的改善作用

61界面模拟试验制度

62本体相与界面相水化差异研究

621定量分析二元复合体系界面相水化产物及抗硫酸盐性能

622定量分析三元复合体系界面相水化产物及抗硫酸盐性能

623微结构与孔隙中产物

63复合体系混凝土界面区晶体取向、富集研究

631XRD方法研究界面区水化产物生长取向

632XRD测定界面相Ca(OH)2和AFt晶体的取向

633XRD测定界面区Ca(OH)2和AFt晶粒尺寸

参考文献