1 武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉 430070
2 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
海洋工程建设中，海砂、珊瑚砂等原料中富含一定的氯盐，在配制过程中，原料中的氯离子进入钢筋混凝土引起内部侵蚀，导致钢筋混凝土结构失效。大量试验表明，水泥水化产物C-S-H凝胶和Friedel’s盐在提高水泥基材料内源氯离子固化能力、降低钢筋锈蚀风险等方面发挥着重要作用。水泥矿物、掺合料、外加剂、类AFm相材料的存在影响着C-S-H凝胶和Friedel’s盐的生成，进而改变水泥基材料的氯离子固化能力。本文综述了上述影响下C-S-H凝胶和Friedel’s盐的变化，进而分析了水泥混凝土中内源氯离子的固化效果，为采用氯离子固化材料解决钢筋混凝土氯离子侵蚀问题提供参考。
氯离子固化 C-S-H凝胶 Friedel’s盐 水泥矿物 矿物掺合料 化学外加剂 水滑石 chloride ion binding C-S-H gel Friedel’s salt cement mineral mineral admixture chemical admixture hydrotalcite
1 天津城建大学材料科学与工程学院, 天津 300384
2 天津城建大学建筑绿色功能材料天津市重点实验室, 天津 300384
氯离子引发的钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土耐久性的重要因素之一, 化学固结法是从根本上解决氯离子对钢筋混凝土结构侵蚀作用的主要方法。通过X射线衍射分析、热重分析、扫描电子显微镜和化学分析对不同环境下碳铝酸钙的稳定性进行研究。结果表明, 碳铝酸钙呈六方片状, 在低于120 ℃时具有良好的热稳定性, 在氯盐和硫酸盐溶液中很不稳定, 碳铝酸钙中的CO2-3容易被Cl-和SO2-4取代生成Friedel’s盐和钙矾石。碳铝酸钙在酸性环境中不稳定, 会与酸发生化学反应, 在pH≥11的碱性环境中可以稳定存在。
碳铝酸钙 氯离子 稳定性 Friedel’s盐 钙矾石 钢筋锈蚀 calcium carboaluminate chloridion stability Friedel’s salt ettringite corrosion of reinforcement
1 内蒙古科技大学土木工程学院, 包头 014010
2 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋腐蚀与防护开放工作室, 青岛 266237
3 中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室, 青岛 266071
4 南通中科海洋科学与技术研究发展中心, 南通 226004
5 青岛理工大学土木工程学院, 青岛 266033
水泥基材料的氯离子结合能力主要取决于水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和Friedel’s盐的含量及其稳定性, 两者的含量越高、稳定性越好, 水泥基材料的氯离子结合能力越强。对水泥基材料氯离子结合能力的分析需考虑多种因素的影响, 如水泥种类、矿物掺合料种类、温度、氯离子浓度、阳离子类型、硫酸盐侵蚀和碳化等因素, 它们会通过直接影响C-S-H凝胶和Friedel’s盐的生成量, 或间接影响孔隙液pH值和离子浓度改变C-S-H凝胶和Friedel’s盐的稳定性, 进而影响其物理吸附能力与化学结合能力, 促使氯离子重新结合或释放, 导致氯离子结合能力变化显著。本文综述了上述影响因素下, 水泥基材料中C-S-H凝胶和Friedel’s盐含量、稳定性的变化, 及其对氯离子结合能力的影响, 并为今后的研究方向提出了建议。
水泥基材料 C-S-H凝胶 Friedel’s盐 氯离子结合 稳定性 pH值 cement-based material C-S-H gel Friedel’s salt chloride ion binding stability pH value
