抗硫酸盐侵蚀混凝土配比方案的比较研究【文献综述】.docVIP

毕业设计文献综述 工程力学 抗硫酸盐侵蚀混凝土配比方案的比较研究 混凝土是以砂、石为主要骨料（按一定级配规律），以水泥为主要胶结原料形成的固体结构材料。由于混凝土材料是人工设计制备而成，且具有石材性质，在工程界又称之为砼。 这种材料是一种既有悠久历史又具有现代气息，而且还在不断发展的材料。说其历史悠久，在我国，最早可以追溯到6000年前的半坡遗址，那时就出现了用泥胶结制作的地基、地坪[1]；在国外，古罗马在2000年前也曾使用具有较强水硬性的凝胶材料，来设计建造过地下水通道[2]。在此后的5000多年里，世界各国的劳动人民就，在不断实践和实验的基础上，曾先后发明制造了石膏和石灰以及石灰与火山灰混合物为胶结材料的混凝土材料类似物，但是这些材料主要是水硬性的，耐水性差，强度也不高，性能跟现在的混凝土性能不可同日而语，但是每个新的混凝土的出现都推动当时的建筑建造技术的发展。 直到1824年，英国建筑个人约瑟夫·阿斯普丁（Joseph·Aspdin）第一次烧制出了“可以制成与波特兰岛岩石颜色类似并且十分坚硬耐水的凝胶材料”。他将其称之为“波特兰水泥”。这种性能较好的水泥就是现今硅酸盐水泥的原型[3]。这种水泥的发明，开辟了凝胶物质材料和混凝土科学的新时代，使混凝土这种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。从而对水泥和混凝土的研究也逐渐成了材料科学和工程研究领域中的一个非常重要的组成部分。 一般说来，对混凝土的用料作配合比设计与计算，始于19世纪末至20世纪初期。这是因为钢筋混凝土主要用在结构工程上，与混凝土的强度有很大关系，才引发人们对配合比的研究。在20世纪初期到20世纪30年底这段时间里，关于混凝土配合比设计出现了好几种理论，但是经过实践的检验，证明瑞士人保罗米在1925年发表的水灰比理论及其公式较为切合实际，各个国家根据自身的不同情况，对其略有改动，至今仍在使用，从而使他的理论一直沿用至今[4]。 现如今，混凝土技术随着材料科学的发展和混凝土用途的越来越广泛，迅速发展到了跨学科、跨行业并且相互渗透的非常广泛的领域。在我国，从20世纪中期出现减水剂开始，在此之后具有各种各样的特性的外加剂[5] 的出现，它们共同构成了混凝土的第五组成部分。与此同时，硅灰、粉煤灰等等能够提高混凝土各种性能的掺合料的出现，使它们成为混凝土的第六组成部分。 随着经济和科学技术的突飞猛进，水泥和混凝土技术也随之产生了长足的进步。特别是到了20世纪50年代，二战结束后，全球经济开始复苏，科学技术和工业日新月异，发展迅速，需要越来越大量水泥和混凝土，并且对水泥和混凝土性能要求越来越高。为了满足这种现实需要，科研人员陆续研制出来了如纤维增强混凝土、早强混凝土、聚合物混凝土、大坝混凝土、膨胀混凝土等等与普通混凝土有很大不同的特种混凝土[6]。到了20世纪70年代后，科学技术和现代工业开始迅速发展，特别是20世纪90年代后，产业技术的进步与社会都市化的飞快发展，都进一步促使混凝土技术更快发展。例如，在城市建设用地日益紧缺的情况下，就需要建设大量的高层和超高层的建筑以及地下建筑和水中建筑。为此科研人员特意研制出来了高性能混凝土、高强度混凝土、防水混凝土以及水下浇筑混凝土[7]。随着人们生活水平的日益提高，这就要求建筑物具有更强的隔热保温能力以及隔音能力，这就出现了一些用于墙体、屋面的混凝土材料的需求，这种材料具有较好的隔热和保温能力、隔音性能，因此，科研人员还制成了具有良好保温隔热性能和隔音性能的轻质混凝土。此外，在一些化工工业和一些特殊环境下，就需要要求混凝土具有抗各种腐蚀介质的耐蚀性，例如，酸、碱、盐等等的侵蚀溶液[8]。总之，除了以上所提到的场所之外，还有许许多多的其它场所需要具有各种不同特性的混凝土。经过广大科研工作者的不懈努力，已经或者正在研制出能适应这些特殊要求的新型混凝土。 虽然混凝土是一种人造石材，但它通常具有和天然石材像类似的耐久性。因此在人们的传统观念里，总是认为混凝土是具有很大耐久性的材料，从而忽略了对其耐久性能力的研究。实际上，混凝土和钢筋混凝土在使用过程中，都会受到土壤、空气以及水中有害介质的侵蚀，甚至还会受到混凝土本身构成材料所含有的有害成分所产生的化学和物理的作用，也会使其性能变差。从宏观角度上看，通常会有膨胀、开裂、剥落、溶蚀、松软以及强度下降等诸多表现形式，对构筑物的使用寿命会产生巨大的严重影响，使结构物破坏乃至坍塌，从而造成人员伤亡和巨大经济损失。 现代科学研究表明，硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的重要因素之一，也是在诸多影响因素中机理最复杂、危害性最大的一种环境腐蚀。在1892年，Michalis最早发现了硫酸盐侵蚀水泥和混凝土的现象，并且他把它称为“水泥杆菌”，其实际就是针状晶体水化硫铝酸钙[9]。在地