低湿度半浸泡环境下粉煤灰对砂浆试件硫酸盐侵蚀性能的影响

孙道胜^1,2，王辉²，刘开伟^1,2，王爱国^1,2，李萍²，张高展^1,2，管艳梅^1,2

1. 安徽省先进建筑材料重点实验室2. 安徽建筑大学材料与化学工程学院

摘 要：在T=（20±3）℃、相对湿度RH=（35±5）%的低湿度环境下,将粉煤灰掺量为0%、15%、30%和45%的水泥砂浆半浸泡在5%（质量分数）Na₂SO₄溶液中进行180 d侵蚀实验。研究侵蚀前后砂浆的孔结构、毛细吸附传输特性、砂浆试件盐结晶区的SO₄^2-浓度以及侵蚀剥落体积与质量变化,并采用XRD、SEM等手段对侵蚀产物和微观结构进行表征。研究结果表明:提高粉煤灰掺量会增加砂浆毛细孔占比,导致其在水中以及硫酸钠溶液中的毛细吸附传输特性明显加强,提高了砂浆试件盐结晶区硫酸根离子的浓度。未掺粉煤灰的PO组被侵蚀180 d后,砂浆试件盐结晶破坏区侵蚀产物除了有硫酸钠外,还形成了较多的石膏相,引起砂浆试件盐结晶区破坏的主要原因是化学侵蚀。掺有粉煤灰组分的砂浆试件盐结晶区侵蚀产物有较多的硫酸钠,未明显观察到石膏。且随着粉煤灰掺量的增加砂浆试件侵蚀破坏越严重,表现为更加严重的物理型盐结晶造成的侵蚀破坏,导致砂浆试件质量损失增多。这表明砂浆试件随粉煤灰掺量的增加可进一步细化孔隙,在低湿度环境下,更有利于硫酸盐溶液的毛细吸附传输速率的增加,引起更严重的物理型盐结晶侵蚀破坏。

关键词：低湿度;半浸泡;硫酸盐侵蚀;粉煤灰;侵蚀机理;物理盐结晶;