外加剂复掺对混凝土TSA腐蚀的影响
[班克成，1985，男，硕士研究生，主要研究方向建筑材料。
中冶建工有限公司 班克成
摘 要：研究了硝酸钡与多聚磷酸钠分别与甲酸钙复掺对水泥石TSA的影响，并与掺30%石粉的水泥净浆作对比试验，采用X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)等方法分析产物组成。结果表明：水泥石中同时掺加甲酸钙和硝酸钡可以有效抑制碳硫硅钙石的生成，其效果跟外加剂掺量有关，掺0.5%甲酸钙和1.0%硝酸钡的水泥石抗TSA的性能较好。甲酸钙和多聚磷酸钠复掺能延缓生成碳硫硅钙石，不能阻止水泥石发生TSA破坏，掺0.5%甲酸钙和0.5%多聚磷酸钠的水泥石抗TSA腐蚀的性能较好。
关键词：化学腐蚀；水泥净浆；碳硫硅钙石；化学外加剂
中图分类号：TU528.042 文献标志码：A
The Effect of Admixture Composition on TSA of Concrete
BAN Ke-cheng
(Metallurgical Construction Concrete Work Company Branch Office, Chongqing 400051,China)
Abstract:The influences of calcium formatecas mixed with barium nitrate and sodium-polyphosphat respectively as a combination on TSA of harden cement paste were studied, and comparison experiment on harden cement paste containing 30% of limestone powder, erosion products were analyzed by way of X-ray Diffraction(XRD) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FTIR). The results show that when adding calcium formatecas and barium nitrate to cement paste simultaneously, the resistance to sulfate attack can obvionsly be improved. The harden cement paste added with 0.5% calcium formatecas and 1% barium nitrate simultaneously has a good resistance to TSA. The harden cement paste added with calcium formatecas and sodium-polyphosphat simultaneously could delay the process of formation thaumasite but stop.The 0.5% calcium formatecas and 0.5% sodium-polyphosphat were used as a combination gave good results.
Keywords: chemical attack; cement paste; thaumasite; chemical admixture
碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀(Thaumasite sulfate attack，简称TSA)指的是水泥混凝土在硫酸盐、碳酸盐共同作用下因生成碳硫硅钙石晶体而导致的破坏[1]。这种类型的破坏主要使水泥石中的CSH凝胶分解，水泥石逐渐由表及里变为泥状物，丧失结构强度[2]，其破坏力比传统硫酸盐侵蚀更强。由于碳硫硅钙石和钙矾石有着很相似的晶体结构和形貌，在常规的测试中很难准确鉴别出碳硫硅钙石，从而严重影响了建筑物的使用寿命。碳硫硅钙石在低温15℃以下（20℃也会有TSA腐蚀产生）、环境中同时存在硫酸盐和碳酸盐、充足的水的共同作用下生成[3]。近几十年有许多国家勘察发现了不少混凝土因碳硫硅钙石而破坏的实例，我国幅员辽阔，北方大部分地区年平均气温较低，而含硫酸盐的土壤分布较广[4]，加上水泥中常使用石灰石作填充料，这些都为混凝土中形成碳硫硅钙石提供了必要条件，因此，研究TSA腐蚀的预防措施，对确保结构工程的安全、耐久有重要意义。
水泥石中碳硫硅钙石主要是由于有害离子进入水泥石内部发生化学变化而生成[5]，若能在改善水泥石表面结构的同时改变TSA的化学反应历程，理应可以延缓碳硫硅钙石的生成，基于以上考虑，本文主要研究甲酸钙与硝酸钡复合使用以及甲酸钙与多聚磷酸钠复掺对水泥石TSA的影响。
1 原材料及实验方法
1.1 原材料
水泥：重庆拉法基水泥熟料+5%二水石膏混磨而得，比表面积350m2/kg，密度3.15g/cm3。石粉：四川省安县华西矿粉有限公司生产，纯度99.0%，白度95度，比表面积461m2/kg。水泥和石粉的主要化学成分见表1。
表1 水泥和石粉的化学成分/%
材料 SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 MgO SO3 R2O IL
水泥 19.39 4.66 65.50 3.29 1.68 1.25 0.31 1.07
