石灰石粉混凝土及其硫酸盐侵蚀特性综述.pdf

2 0 1 1年 第 8期 (总 第 2 6 2期 ) N u mb e r 8i n2 0 1 1 ( T o t a 1 No 2 6 2 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助物料 M AT ERI AL AND ADM I NI CLE d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 8 0 2 6 石灰石粉混凝土及其硫酸盐侵蚀特性综述 严军伟 ，邢婕 ，李杰 ，罗宇 。刘数华 1 l 2 ( 1 武汉大学 水 资源与水 电工程科学 国家重点实验室 ，湖北 武汉 4 3 0 0 7 2； 2 河海大学 水 文水 资源与水利工程科学 国家重点实验室 ，江苏 南京 2 1 0 0 9 8 ) 摘要： 石灰石粉是一种新型的混凝土掺合料，推动绿色混凝土的发展。 主要介绍了石灰石粉在混凝土中的应用情况和国内外研究现 状， 对石灰石粉混凝土的性能做了简要的概述； 同时， 介绍了掺入石灰石粉对水泥石的 T S A破坏机理， 并提出了相应的改善措施 ， 在保证 混凝土性能不变的情况下， 充分有效利用石灰石粉； 最后， 对其应用前景及研究方向做了简要分析。 关键词： 石灰石粉；混凝土；性能；硫酸盐侵蚀；T S A 中图分类号 ： T U5 2 8 0 4 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 8 0 0 7 9 0 3 Re vi e w on l i m e s t one p ow der c onc r et e and s ul f a t e a t t a c k on i t YAN J u n we i ， X1 NG 1 i e ， LI J i e ， LUO Yu 。 LI U Sh u - hu a1 ,2 ( 1 S t a t e Ke yL a b o r a t o r yo f Wa t e r Re s o u r c e s a n dH y d r o p o we r E n g i n e e ri n g S c i e n c e ， Wu h a nUn i v e r s i t y ， Wu h a n4 3 0 0 7 2 ， C h i n a 2 S t a t eKe yL a b o r a t o r y o fHy d r o l o g y W a t e r Re s o u r c e s a n dHy d r a u l i cEn g i n e e rin g， Ho ha i Un i v e r s i t y ，Na n j i n g 2 1 0 0 9 8 ， Ch i n a ) Abs t r a c t ： Li me s t o n ep o wd e r i s an e w k i n d o fc o n c r e t e a d mi x t ur e， i t p r o mo t e st h e d e v e l o pme n to f g r e e n c o n c r e t e Th i s a r t i c l ema i n l yi n t r o d u c e s t h e a pp l i c a t i o n o f l i me s t o n e p o wd e r c o nc r e t e an d i t s s i t ua t i o n， a n d m a k e s a b rie f s u mm a r yTh e TS A m e c h a n i s m o f c e me n t c o n t a ini n g l i me s t o n e p o wd e r wa s s t u d i e d， a n d t h e c o r r e s po n ding i mp r o v e m e n t me a s u r e s we r e b u i l t t o ma k e e f f e c t i v e u s e o f l i m e s t o n e p o wd e r wi t h g ua r a n t e e i n g c o n c r e t e p e r f o r m a n c e u n d e r t h e c o n d i t i o n o f i n v a r i a b l e F i n a l l y， mak e s a b r i e f a na l y s i s o ft h e p r o s p e c t o fa p p l i c a t i o n an d r e s e a r c h d i r e c t i o n Ke y wor ds ： l i me s t o n e p O wd e r ； c O n c r e t e ； p r o p e ni e s ； s ul f a t e a t t a c k； TS A 0 引言 近年来 ， 随着我 国基础设施的大规模建设与城市化进程 的 不断推进 ， 水泥和混凝土的种类和需求不断增加 。 为 了节约水泥 ， 改善混凝 土的性能 ， 混凝土拌制时掺人较多的掺合料 。 常用的有 粉煤灰、 硅粉、 矿渣及各种天然火山灰质材料( 如沸石粉等) 。 掺 合料的主要作用是降低水泥用量， 改善混凝土的和易性 ， 降低 混凝土的水化热和收缩 ， 提高硬化混凝土的强度及耐久性。 粉煤 灰、 矿渣被认为是比较理想的水工混凝土掺合料， 但近年来的 迅速发展 ， 使得掺合料紧缺问题逐渐呈现。 再加上“ 十二五规划” 加强资源节约和管理 、 加大环境保护力度以及加快发展水利事 业， 所以急需寻找一种绿色环保、 容易获取 、 优质廉价、 性能较 好的新型掺合料。 由于石灰石便于开采且廉价， 而且在生产骨料时会产生大 量的副产品石屑， 如不加以利用， 不仅浪费资源， 也污染环 境。 相关研究表明石灰石粉能提高混凝土的早期强度， 改善新 拌混凝土的和易性、 保水性 ， 以及提高硬化混凝土抗渗性 、 耐久 性等优良性能， 符合新型混凝土掺合料的要求。 因而被认为是 一 种新型 的混凝土 矿物掺合料 而受 到 国内外 水泥混凝 土业界 的重视 。 石灰石粉掺人混凝土用作掺合料 ， 在我国的大型水电工程 中也等到应用。 在我国， 普定、 岩滩 、 江垭、 汾河二库、 白石 、 黄丹 等水电工程中均采用了石粉取代部分细骨料， 龙滩 、 漫湾 、 大朝 山、 小湾等水电工程采用石粉作为掺合料取代部分胶凝材料， 都 取得 良好的效果 。 特 别是在我 国西部地 区 ， 粉煤 灰 、 矿渣紧缺 ， 在水利工程中常常考虑采用石灰石粉代替粉煤灰和矿渣， 如景 洪水电站和正在修建的藏木水电站均采用石灰石粉作为大坝 混凝土掺合料。 1 石灰石粉的主要技术特性 石灰石粉是石灰岩经机械加工后颗粒小于 0 1 6 mm的微 细粉体， 其化学成分以C a C O 为主。 国外对石灰石粉的研究、 开 发和应用相对较早 ， 德 国开发并生产石 灰石粉掺量从 6 2 0 的石灰 石硅酸盐水 泥 。 法 国生产 此品种水 泥有较长 的历 史 ， 产 量最多， 有标准 C P J 4 5 R和 C P J 5 5 R， 可单掺和复掺石灰石粉， 单 掺石灰石粉量为 1 0 2 5 。 欧洲水泥标准 E NV 1 9 7 1 将石灰石 硅酸盐水泥列为一种单独类型的水泥品种。 在 日本。 从 2 0 世纪 末石灰石粉已开始广泛应用于高流态混凝土和高性能喷射混 凝土 。 美国 A C I 2 1 2 1 R 一 8 1 Ad mi x t u r e s f o r C o n c r e t e a n d G u i d e for Us e o f Ad mi x t u r e s i n C o n c r e t e中也 指 出， 石灰石粉 可 以作为 混 凝土的矿物掺合料。 在我国【l _ ， 凡由硅酸盐水泥熟料和石灰石、 适 量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料， 称为石灰石硅酸盐水泥。 石 灰石粉掺量按质量百分比计应大于 1 0 ， 不超过 2 5 ， 对石灰 石质量的要求： C a C O 7 5 ， A 1 O 2 0 。 相关研究表明， 对于石灰 收稿 日期 ：2 0 1 1 _ 0 2 _ 2 7 基金项目：国家科技支撑计划课题( 2 0 0 8 B A E 6 1 B 0 5 ) ； 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放研究基金( 2 0 1 0 4 9 0 6 1 1 ) 79 石粉的掺量必须加以控制， 允许水泥中最多掺人 3 5 的石灰石 粉_2 】 ， 大量掺入石灰石粉将不利于水泥混凝土后期的力学性能 、 耐久性 。 1 1 石灰 石粉 的 物理 作 用 近年来 ， 随着超细粉磨技术的进步， 利用超细石灰石粉更 能表现其优越性 。 超细石灰石粉颗粒微小 ， 在水泥石和混凝土 中 具有填充 和分散作用 ， 造就较好 的宏观性能 。 主要表现 为 ： 能 填充浆体的孔隙， 减少大孑 L 比例， 改善孑 L 径分布， 使水泥石更加 密实； 进而减小砂浆干缩 ， 提高混凝土强度， 降低氯离子 、 硫酸 根离子等侵蚀离子的扩散深度。 分散作用可对“ 絮凝结构” 解絮， 在保持混凝土坍落度基本相同的情况下 ， 可减少混凝土用水量 ， 降低水胶比， 进而影响混凝土的诸多性能。 因此， 在配制高强高 性能混凝土时， 可以掺入适量的超细石灰石粉。 相关研究7 1 表明 石 灰石粉混凝土 的和易性和 强度 与掺粉煤灰混凝土相近 ， 但石 灰石粉具有更好的减水效应。 此外 ， 还可改善拌合物的泌水 、 离 析现象， 提高流动性， 使其具有较好的和易性， 易于泵送施工。 而且， 石灰石粉能沉积氢氧化钙， 起到晶核作用 ， 加速水泥 颗粒的水化， 减少水泥的初凝 、 终凝时间。 因此 ， 石灰石粉掺量 适宜时可促进水泥早期水化， 提高水泥早期强度。 石灰石粉的掺 人可降低水泥的水化热。 在石灰石水泥中， 熟料减少 ， 使发热量 高 的 C ， S及 C 3 A含量相 对减少 ， 故水 化热较低 ， 适 宜用于大体 积混凝土工程 。 与普通混凝土相 比， 掺石粉的混凝土拌合物 干缩 性小 ， 含气量和泌水率较少， 在水泥水化过程中阻止毛细孔道 的形成， 从而使硬化混凝土结构密实， 提高了 昆 凝土的耐久性。 1 2 石灰石粉的化 学作 用 长期以来， 石灰石粉在水泥和混凝土中都被看成是一种惰 性掺合料， 直到近年来， 国内外对石灰石粉的研究加深 ， 对其化 学性质 有 了进 一步 的了解 ： 石灰石粉 不仅起到 晶核作用 ， 而且 具有一定活性 ， 能参与水泥水化反应 。 相关研究表明p I 唧 ， 石灰石粉与普通硅酸盐水泥在早期 ( 2 8 d 以前) 不会发生水化反应， 但若在铝酸钙水泥的激发下 ， 石灰石 粉早期( 2 8 d ) 就能参与水化 ， 主要生成单碳水化铝酸钙； 石灰石 粉与普通硅酸盐水泥在后期( 1 8 0 d ) 水化生成三碳水化铝酸钙 和单碳水化铝酸钙， 且以单碳水化铝酸钙为主。 石灰石粉在水泥 水化过程 中早期 的活性低 ， 以惰性填充 为主 ， 后期活性 略高 ， 具 有一定的水化活性 ， 并非完全是惰性掺合料。 而且， 水化产物碳 铝酸钙可 以抑制硫铝酸钙从 A F t ( 钙矾石 ， 即i硫型水化硫铝 酸 钙) 向 A F m( 单硫型水化硫铝酸钙) 的转化 ， 使 AF t 对水泥浆体 早期强度做出贡献， 提高了水泥浆体的早期强度。 2 石灰石粉 混凝土的硫 酸盐侵蚀机理 总体而言， 石灰石粉掺入水泥中具有填充效应 、 加速效应 和水化活性l3 卅。 掺石灰石粉可以给混凝土带来许多优良特性 ， 但 对于石灰石粉混凝土 的耐久性 仍然是当今较为关注 的问题 ， 尤其是硫酸盐侵蚀问题。 水泥石在环境水中容易遭到侵蚀 ， 严重影响混凝土的耐久 性。 一般情况下 ， 水泥水化后生成的氢氧化钙 、 水化硅酸钙 、 钙 矾石等水化产物都是稳定的， 在环境水的作用下 ， 往往使水化 物变得不稳定 ， 从而导致水泥石结构遭到破坏 ， 在混凝土中则 表现为 骨料和水 泥石 的界 面过渡 区( I T Z) 发 生黏结 面破 坏 。 产 生破坏的原因 ： 水泥石中的氢氧化钙或其他成分 ， 能一定程 度的溶解于水( 特别是软水) ， 影响水泥石中其他水化物稳定的 8 0 存在； 氢氧化钙 、 水化铝酸钙等都是碱性物质， 能与酸类或某 些盐类发生化学反应 ， 新生成的化合物或易溶于水 、 或无胶结 力 、 或因结晶膨胀而引起内应力， 都将导致水泥石结构的破坏。 硫酸盐侵蚀是混凝土破坏的重要原因之一， 一直以来备受 关注。 苏联在 2 O世纪初期将它归为盐类腐蚀， 同时它又属于结 晶型侵蚀 ， 根据结晶不同， 硫酸盐侵蚀划分如表 1 所示 10 - 14 】 。 表 1 硫酸盐侵蚀的机理和影响因素 硫酸盐侵蚀 钙矾石结晶型 石膏结晶型 Mg S O 溶蚀结晶型 机理碱金属硫酸盐结晶型 碳硫硅钙石结晶型 热滞廷l生 膨胀 骨料水泥 品种 胶砂比 水灰 比 硫酸盐侵蚀 内凶 强度 外加剂 密实度 咽 素 聃 ， 由于硫酸盐侵蚀在国内外普遍存在 ， 石灰石粉混凝土的抗 硫酸盐侵蚀性能备受关注 ， 大量研究 表明I l5 】 ， 石 灰石 粉对水泥 石在低温( 1 0 5 、 有水且 环境温度 低于 1 5的情况 下( 实 际发现在 2 0的环境下也会 发生 】 ) ， 腐蚀 产 物为钙矾石 、 石膏和碳硫 硅酸钙 ， 表现为 硬化水泥石成 为无 黏结性 的泥状物质 ， 由表及里 ， 进而导致骨料脱 落。 研究表明lJ 7 刮， 在短期的低温硫酸盐侵蚀环境下， 石灰石粉 砂浆比纯水泥砂浆会表现出更好的耐腐蚀性， 这是由于石灰石 粉具有物理紧密填充和化学激活作用 ， 促进了水泥水化并使单 硫型水化硫铝酸钙转变为稳定的单碳水化铝酸钙， 使掺石粉水 泥石 比纯水泥石结构更加致 密 ， 强 度较高 。 而在长期 ( 2 1 0 d ) 低 温硫 酸盐侵蚀 环境下 ， 掺石粉水 泥石更 易发生 T S A破坏 l l2 - 。 T S A的发生条件除了要求有较低温度 ( 1 5) 、 充足的水和 硫酸盐外 ， 更重要的是需要有碳酸盐来源 ， 通过硫酸根离子 、 碳 酸根离子或者碳酸氢根离子作为侵蚀介质， 最终侵蚀目标是 C S H， 使 C S - H解体并失去胶结能力， 最终使整个水泥石遭到解体破坏。 而石灰石粉正好能为其侵蚀破坏提供大量的碳酸盐来源， 对侵 蚀破坏具有一定的促进作用 。 T s A侵蚀的机理至今 芏 较 大的争议， 较多 t 1 3 , 1 6 - 1 8 ，2 2 1 ， 根据典 型 T S A环境条件下砂浆外 观破 坏及强度损失 等宏 观性 能变化过程 ， 可将整个 T S A过 程主要分为 3个 阶段 。 从反应式 可知 ， C a C O ， 是促成 T S A破坏的成分。 ( 1 ) 潜伏期： 离子迁移， 生成 A F t 。 在混凝土构件内外浓度差 的作用下， 外界s 0j 圾 其他有害介质通过孑 L 隙向混凝土内部渗透， 水泥石中的 O H 圾 c a 等向外界扩散 、 溶出， s o 2 一 首先与水化 产物 C a ( OH) 作用生成硫酸钙 ， 硫酸钙再与水泥石 中的水 化铝 酸钙或单硫型硫铝 酸钙反应生成 A F t ， 如式( 1 ) ( 3 ) ： C a ( O H) 2 + S O - - - C a S O 4 + 2 OH ( 1 ) 4 C a O A I 2 0 3 1 9 H 2 O + 2 C a S O 4 + S O J 一 + 1 4 13 2 O 3 Ca O A1 2 O3 3 Ca S O4 3 2 H2 O+ 2 OH ( 2) 3 Ca O AI 2 O3 Ca S O4 1 8 H2 O+ 2 CA S O4 +1 4 H2 O 3 Ca O A1 2 03 3 Ca S O4 3 2 H2 O+ 4 OH ( 3) ( 2 ) 膨胀开裂期： 氢氧化钙和水化硅酸钙直接跟s o j 结合生 成石膏。如式( 4 ) 、 ( 5 ) ： C a ( O H) S O - + 2 H 2 O - - + C a S O 4 2 H2 0 + 2 O H ( 4) 3 C a O 2 S i O2 3 H 2 O + 3 S O + 8 H2 0 3 ( C a S O 4 2 H 2 O) + 6 O H - + 2 S i O 2 H 2 O ( 5 ) ( 3 ) 软化解 体期 ： 在 T S A浸泡 环境下 ， 石膏等产 物会 与水 泥水化产物 C S H凝 胶发生反应 ， 导致 C S H凝胶解 体 ， 生成 无任何胶结性的碳硫硅酸钙( t h a u ma s i t e ) 晶体 ， 如式( 6 ) 、 ( 7 ) ： 3 Ca O 2 S i O2 3 H2 O+ 2 Ca S O4 2 H， O+ 2 Ca CO3 + 2 4 H2 O C a d S i ( O H) 6 2 ( C O 3 ) 2 ( S O 4 ) 2 2 4 H2 O+ C a ( O H) 2 ( 6 ) 3 C a O 2 S i O2 3 H 2 O + C a 6 A 1 ( OH) 6 2 ( S O 4 ) 3 ( H 2 0) 2 2 4 H2 0 + 2 C a C O3 + 4 H2 0 + C a 6 S i ( OH) 6 2 ( C O3 ) 2 ( S O 4 ) 2 2 4 H 2 0 + 2 A1 ( OH) 3 + Ca S O4 。 2 H2 O+ 4 Ca ( OH) 2 ( 7) 3石灰石粉 混凝 土抗硫 酸 盐侵 蚀性 能的 改善 措 施 要提高混凝土抗硫酸盐腐蚀的性能， 最重要的还是提高混 凝土的质量， 高密实度对混凝土抗硫酸盐腐蚀是致关重要的。 所 以， 可以从混凝土的水胶比、 外加剂、 养护条件等加以考虑。 水胶比能影响混凝土的各项性能， 水胶比越大， 抗侵蚀能 力越 差 。 相关研究表 明 1 4 , 1q ， 水胶 比越 低 ， 越有利 于提高水 泥砂 浆的抗 T S A性能 ， 特别是 当水灰 比降低到 0 4甚至更低 时， 水 泥 砂浆受腐蚀破坏程度非常小。 因此， 可以在掺石粉的砂浆中采用 高效减水剂减小水胶比， 从而提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力 。而且 ， 石灰石粉具有填充和分散作用， 通过优化颗粒级配， 可 控制混凝土工作性， 提高混凝土的均匀性和密实性 ， 从而提高 混凝土对硫酸盐侵蚀能力。 从 T S A形成的过程中可以得知 ， 尽量降低水泥水化后水泥 石中非稳定的活性铝相成分( 水化铝酸钙或单硫型硫铝酸钙) 和 游离 C H含量 ， 以减轻 T S A的早期膨胀 、 开裂破坏。 所以， 可以 限制 c 及 C ， S的含量 ； 适当提高胶凝材料中石膏含量， 使水 泥石中绝大部分铝相组分在水泥水化硬化过程中转化为稳定 的钙矾石晶体。 不同的环境对混凝土的腐蚀具有不同的程度。 相关研究表 明 12 , l q ， 不同的硫酸盐溶液环境对其抗 T S A侵蚀的性能有所影 响 ， 溶液 中 M 存在对 T S A过程具有一定促进作用 。 在干湿循 环、 冷热交替的条件下也易产生腐蚀破坏。 所以， 要切合实际， 调查 当地的地理环境， 对于含Mg 较多的硫酸盐水环境中应当特别注 意石粉的掺量。 还应该考虑到有的地方存在着多重侵蚀并存的情 况。 此外， 与大量高活性矿物掺合料如优质粉煤灰 、 矿渣粉、 硅 灰等复掺 ， 也可大大提高材料的抗硫酸盐侵蚀性 15 - 1 6 ,2 0 ,2 6 。 提高施工工艺， 严格控制施工质量 ， 改进养护条件， 推广预拌 混凝土技术 。 可以通过掺调凝剂 、 减少水泥用量来控制水泥早期水 化温升速率， 以避免早期热裂缝； 加强早期养护( 如采用高压蒸汽 养护等先进技术 ) ， 也可掺适量阻裂纤维减轻塑性开裂； 利用渗透 结晶型防水涂料或掺人长效减缩型微膨胀剂等以控制收缩裂缝的 产生。 提高混凝土外保护层的性能。 由于硫酸盐侵蚀是由表及里渐 进累积的破坏过程， 所以可以通过加强外保护层从而保护整体结 构， 外保护层可以采用高抗渗 、 高致密及高抗蚀性能的混凝土， 还 可以在外保护层表面涂刷防水材料或沥青， 保护内部结构； 而内部 结构则可以采用一般的掺石灰石粉混凝土进行填充。 4 研 究展 望 石灰石粉硅酸盐水泥被认为是全新的环保型水泥， 近年来 备受国内外青睐。 在欧洲， 石灰石粉硅酸盐水泥( P L C) 已经应用 长达 2 5年 。 2 0 0 8年中国环境标志标准颁布会的召开， 标志我 国混凝土的发展又有了新的进步， 它强调 ： 在保证混凝土质量 的情况下 ， 采用无 毒无 害的掺合料 ， 减少水泥 的用量 ， 节约能 源 资源， 保护环境 ， 发展循环经济 ， 符合国家可持续发展战略， 是 今后混凝土事业行业发展的主要方向。 每生产 1 t 硅酸盐水泥除需大量燃煤与电能外 ， 还排放 1 t C O： 。 就我国而言， 2 0 0 7 2 0 1 0年水泥产量分别 1 3 6 、 1 4 2 、 1 6 5 、 1 8 6 8亿 t ， 呈逐年快速增长趋势 ， 给环境污染、 资源浪费等带来 严重的负担。 大力推广掺石灰石粉硅酸盐水泥， 可以减少水泥用 量 ， 减少在 水泥生成 制造过程 中排放 的大量 温室气体 ， 减 少环 境 的污染 ， 为我 国在哥本哈根世界气候大会上提 出的控 制温室 气体排放 目标做出贡献 。 此外， 石灰石粉混凝土的耐久性仍然是今后备受关注的问 题。 我国水泥混凝土结构的耐久胜问题十分严重， 水泥基材料除 了硫酸盐的侵蚀现象十分普遍外 ， 还大量存在氯盐等侵蚀， 局部 地区还受到硫酸盐与氯盐等多重侵蚀现象【2 蚓 。 因此， 对石灰石粉 混凝土抗侵蚀性能的研究具有重要的意义。 实现石灰石粉的高 效利用 ， 提高混凝土的强度 、 耐久性和施工性的同时 ， 实现经济效 益与环境效益的良好结合 ， 是今后石灰石粉混凝 土的发展方向。 参考 文献 ： 1 J C 6 0 0 - -1 9 9 5 ， 石灰石硅酸盐水泥 s 】 E 京： 中国标准出版社 ， 2 0 0 2 2 】T S I V I L I S S ， C HA N I O T AK I S E， B A D OG I AN N I S E， e t a 1 S t u d y o n t h e p a r a me t e r s a f f e c t i n g t h e p r o p e r t i e s o f P o rt l a n d l i me s t o n e c e me n t s J C e m e n t a n d c o n c r e t e c o m p o s i t e s ， 1 9 9 9 ， 2 1 ( 2 ) ： 1 0 7 1 1 6 ( 3 I I U S h u - h u a ， YA N P e i y u E f f e c t o f l i me s t o n e p o w d e r o n mi e r o s t r u c t u r e o f c o n c r e t e J J o u rna l o f Wu h a n U n i v e r s i t y of T e c h n o l o g y ( Ma t e r i a l s S c i e n c e E d i t i o n ) ， 2 o l o ( 2 ) ： 3 2 8 3 3 1 【 4 】L I U S h u - h u a ， Y A N P e i - y u ， F E N G J i a n - w e n E f f e c t o f l i me s t o n e p o w d e r a n d f l y a s h o n ma g n e s i u m s u l f a t e r e s i s t a n c e o f mo rt a r J d o u r n al of Wu h a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ( Ma t e ri a l s S c i e n c e E d i t i o n ) ， 2 0 1 0 ( 4 ) ： 7 0 o _ 7 0 3 5 L I U S h u h u a ， Y A N P e i - y u E x p e ri me n t a l s t u d y o n s o d i u m s u l f a t e a t t a c k o n mo r t a r c o n t a i n i n g l i m e s t o n e p o w d e r a n d f l y a s h J P r o c e e d i n g s o f I n t e r n a t i o n a l Co n f e r e n c e o n Du r a b i l i t y of C o n c r e t e S t r u c t u r e s ， 2 6 2 7 No v e mb e r ， 2 0 08， Han g z h o u， Ch i n a： 5 4 2 5 4 8 6 杨华山， 方坤河 石灰石粉对水泥基材料流变性和强度的影n c 2 0 0 5 年度碾压混凝土材料及质量检测专题会议南京： 1 3 3 1 4 0 【 7 】 李永纯， 曾晓文磨细石粉在滑模摊铺水泥混凝土中的应用研究 c 第四届国际道路和机场路面技术大会， 2 0 0 2 ： 3 7 4 3 7 8 8 杨华山， 方坤河， 涂胜金 ， 等 石灰石粉在水泥基材料中的作用及其 机理 J 混凝土 ， 2 0 0 6 ( 6 ) ： 3 2 3 5 9 饶 美娟 ， 刘数华 ， 方坤 河 石 灰石粉 在水 工混凝土 中的应 用研究 综 述 J 人民长江 ， 2 0 0 9 ， 4 0 ( 2 0 ) ： 4 1 4 3 1 O 黄战 硫酸盐侵蚀对混凝土结构耐久性的损伤研究 R 】 深圳市土木 工程耐久性重点实验室， 2 0 0 8 1 1 陈记豪， 等 浅议混凝土硫酸盐侵蚀 R 1 华北水利水电学院土木与交 通学院 ， 河南水利建筑工程有限公司 1 】 2 张风臣， 马保国， 谭洪波 ， 等 不同环境下水泥基材料硫酸盐侵蚀类 型和机理l J l_ 济南大学学报 ： 自然科学版， 2 0 0 8 ， 2 2 ( 1 ) ： 3 3 3 7 【 l 3 曾源 ， 冯建东 浅析水工建筑物混凝土的硫酸盐侵蚀及防治 J 】 西部 探矿工程， 2 0 0 6 ， 1 8 ( 1 1 ) ： 2 5 4 2 5 5 【 1 4 】 郑凤， 高妍， 季海霞 受硫酸盐侵蚀的混凝土材料因素研究现状 J I 浙 江建筑， 2 0 1 0 ， 2 7 ( 3 ) ： 5 8 6 0 下转第8 4页 8 1 玻璃或玻璃粉， 能够有效地改善混凝土的性能， 这主要是因为 所加碎玻璃中的二氧化硅能够同水泥中的其他成分( 如氢氧化 钙 ) 发生反应 ， 通过水合反应而提高了混凝土的强度。 现在关键 的问题在于废弃玻璃粉的掺人会对 R P C的技术性能产生多大 影响， 有研究表明在使用粉煤灰 、 炉石 、 脱硫渣、 玻璃粉等四种 矿粉掺料添加于混凝土中， 分别代替水泥 1 0 和 3 0 并固定水 胶比0 4 0时， 以添加玻璃粉 1 0 的抗压强度最高， 2 8 、 1 2 0d时分 别高于控制组约 6 2 6 和 1 3 4 5 ， 添加粉煤灰 3 0 隔热性最佳， 而添加玻璃粉 1 0 的隔热性虽为次佳 ， 但对混凝土的早晚期抗 压强度发展有较良好的影响。 由此可见利用废弃玻璃 粉制备 R P C有如下 3 点优势 ： ( 1 ) 减少污染 ： 废弃玻璃粉的使用减少了水泥的用量， 那么 就减少了生产水泥时产生的污染； 废弃玻璃粉的使用促进了废弃 玻璃的回收， 减少了玻璃中含有的重金属铅对土壤和水的污染。 ( 2 ) 节约成本， 便于推广 ： 随着社会发展， 水泥的需求量越 来越大， 与之同时水泥的价格也不断攀升。 废弃玻璃由于其纯度 差别较 大 ， 至今 并没 有 比较合 适 的二 次利用方 式 ， 所 以 回收成 本也 较低 。 比之 昂贵 的水 泥 ， 使 R P C的造价 大大 降低 ， 更有 利 于在 国内推广使用 。 ( 3 ) 技术性能优越 ： 利用废弃玻璃粉制备 R P C不仅不会影 响R P C优 良的技术性能， 还会在强度 、 隔热性等方面给 R P C带 来一定 的改进 。 3结 论 活性粉末混凝土 R P C已经成为国际工程材料领域研究的 热 点 ， 并 已在 国外的工程 实例 中得 到 了众 多应用 ， 但是在 国 内 这种新型混凝土在工程应用中还存在很多问题并未得到推广 ， 其中也包括原料价格过高的因素， 本研究提供了一个可行的解 决方案。 希望国内能够尽快制定完备的规范方法 ， 更多的进行 这种性能优异的高强混凝土的研究。 从废弃玻璃的再循环利用 于混凝土中的研究发展可以看出， 我国对于废弃玻璃的研究仅 仅处于 简单 的起 步阶段 ， 也仅仅 对基本性 能进行研 究 ， 缺乏 系 统的研究 ， 国外虽然研 究 比较 多 ， 但 基本上 还是处于 废弃玻璃 上接第 8 1页 1 5 1 高小建 ， 马保国 胶凝材料组成对混凝土 T S A硫酸盐侵蚀的影响I J l _ 哈尔滨工业大学学报 ， 2 0 0 7 ， 3 9 ( 1 0 ) ： 1 5 5 4 1 5 5 8 【 l 6 罗忠涛 水泥混凝土 T S A破坏机理及其预防措施研究 D 武汉理工 大学 ， 2 0 0 7 【 1 7 P A J A R E S I ， MAR T I N E Z S， B L A N C O M T E v o l u t i o n o f e t t r i n g i t e i n p r e s e n c e o f c a r b o n a t e a n d s i l i c a t e i o n s J C e me n t a n d C o n c r e t e C o mp o s i t e s ， 2 0 0 3 ( 2 5 ) ： 8 6 1 8 6 5 f 1 8 GO L L O P R S ， T A YL OR H F WMi c r o s t r u c t u r a l a n d mi c r o a n a l y t i c a l s t u d i e s o f s u l f a t e a t t a c k I ： O r d i n a r y P o r t l a n d c e me n t p a s t e f J 】 C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h ， 1 9 9 2 ， 2 2 ( 6 ) ： 1 0 2 7 1 0 3 8 【 1 9 】 马保国， 董荣珍， 高小建 ， 等 混凝土中 T h a u m a s i t e 硫酸盐侵蚀的形 成与特征【 铁道科学与工程学报， 2 0 0 5 ， 2 ( 1 ) ： 1 4 1 8 2 0 1 姜怀宝， 杨树立， 高小建 水泥砂浆在低温碳硫环境下的侵蚀破坏研 究 J 1 建材技术与应用， 2 0 0 8 ( 9 ) ： 3 - 5 【 2 1 】 尹耿超细石灰石水泥基材料水化与 T S A侵蚀规律研究【 D 】 武汉 ： 武 汉理工大学 ， 2 0 0 9 【 2 2 】 高小建， 马保国， 朱洪波 含石灰石粉水泥砂浆在低温环境中的硫酸 盐侵蚀 J 1 材料研究学报， 2 0 0 5 ， 1 9 ( 6 ) ： 6 4 4 6 5 0 8 4 骨料混凝土基本性能上研究， 如混凝土工作性能、 强度等方商， 而且众多研究者所获得的结论有所不 同。 对废弃玻璃骨料混凝 土的微 观结构 、 应力一 应变关 系 、 耐久性 等基本上没有涉及 。 参考文献 ： 1 V I L K N ER G G l a s s c o n c r e t e t h i n s h e e t s r e i n f o r c e d w i t h p r e s t r e s s e d a g a mi d f i b e r s D N e w Y o r k： C o l u m b i a U n i v e r s i t y ， 2 0 0 3 2 朱惠英， B Y A R A 利用废弃玻璃研制高附加值预制混凝土产 J 1 混 凝土 ， 2 0 0 5 ( 8 ) ： 3 3 3 9 3 覃维祖 活性粉末混凝土的研究l J I _石油工程建设 ， 2 0 0 2 ， 2 8 ( 3 ) ： 1 3 【 4 1何 峰 ， 黄政宇 2 0 0 3 0 0 MP a活性粉 末混凝 土( R P C ) 的配 制技 术研 究 混凝土与水泥制品， 2 0 0 0 ( 4 ) ： 3 - 7 5 L I U S h u - h u a ， F AN G K u n h e ，L I Z e n g I n fl u e