硫酸盐对无机聚合物流变性能的影响

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1、CMYK材料研究与应用硫酸盐对无机聚合物流变性能的影响谢亮1詹镇峰1李兆恒2,3杨永民2,3佘俊辉1彭鸿涛1（1广州大学土木工程学院；2广东省水利水电科学研究院；3广东省水利重点科研基地）【摘要】本文利用RS-SSTRhenometer流变仪研究了无机聚合物浆体，特别是掺入硫酸盐后浆体的流变性能。试验结果表明：新拌无机聚合物浆体属于H-B流体，硫酸盐的掺入不改变浆体的流体模型；随着剪切速率的提高，无机聚合物浆体先出现剪切稀化，后呈现剪切增稠；在本试验掺量下，随着Na2SO4掺量的增加，浆体的屈服应力和塑性粘度均减小，触变性下降；但随

2、MgSO4掺量的增加，浆体的屈服应力和塑性粘度均增大，触变性提高。【关键词】无机聚合物；硫酸盐；流变性能；触变性1引言并对比了硫酸盐阳离子类型对流变参数的影响，为无机聚合物的在海工环境的有效、合理使用提供基础。在海工混凝土结构中，影响混凝土结构耐久性的主要原因有：有害介质的侵蚀作用、冻融作用、碳化作用、2原材料及试验方法-2-淡水溶蚀等，特别是海水中的腐蚀离子，如Cl、SO4和2.1原材料2+-Mg，严重损害了混凝土结构的服役寿命。除了Cl引起无机聚合物：深圳航天科技创新研究院提供的特聚2-2+的钢筋锈蚀劣化破坏之外，SO4和Mg的

3、侵入对混凝土Ⅰ型无机聚合物，由矿渣、粉煤灰、硅灰和激发剂以及缓结构的腐蚀亦不容忽视。镁盐和硫酸盐腐蚀会引起混凝凝增强组份组成，矿渣为韶钢S95矿渣微粉，粉煤灰为土结构的膨胀破坏，近年来在桥梁、水电等工程均发现黄埔电厂II级粉煤灰，硅灰为挪威埃肯硅灰；试验用水2-2+[1-3]混凝土结构物受SO4和Mg侵蚀破坏的案例。为了采用自来水；Na2SO4、MgSO4均为分析纯化学试剂；无机聚解决海工混凝土结构腐蚀的问题，国内外学者不断开展合物的化学成分如表1所示。相关研究，现有试验结果证实无机聚合物混凝土较水泥[4-6]2.2试验方法混凝土有

4、优异的耐化学腐蚀和抗海洋环境腐蚀性能，可与传统骨料共同制备成无机聚合物混凝土应用于海⑴浆体制备：为考察硫酸盐种类和浓度对浆体流变工环境中。性能的影响，设计了七组浆体试验，每组浆体保持水灰目前，关于无机聚合物混凝土在海工混凝土的应用比为0.4不变，Na2SO4、MgSO4均按胶凝材料总量的0%、较少，主要是无机聚合物具有快硬特性，会影响新拌混0.4%、1.2%、2%掺入。根据配比将原材料置于净浆搅拌锅凝土的工作性。对于新拌混凝土，在施工过程中往往要内加水搅拌，慢速搅拌2min后停15s，再快速搅拌求混凝土有良好的工作性，而新拌无机聚合

5、物浆体作为2min，然后采用Brookfield公司生产的RS-SST粗细骨料的粘结剂，其流变特征显著影响着混凝土的工Rhenometer流变仪测试新拌无机聚合物浆体的流变参作性能[7]。此外，关于无机聚合物混凝土在海工建设的数。应用基本是用自来水或河水拌合的，直接用海水拌合的⑵屈服应力、塑性黏度测定：新拌无机聚合物浆体研究尚少，同时为了考察海水中SO2-作用或SO2-和的流变性可用H-B流体模型来描述，其流变方程为：44nMg2+共同作用对无机聚合物浆体流变性能的影响，所以H-B流变学基本公式：τ=τ0+ηγ（式1）本文在无机聚合

6、物中掺入不同浓度的Na2SO4、MgSO4，模式中：τ为剪切应力（Pa）；τ0为屈服应力（Pa）；η为塑性黏度系数（Pa·s）；γ为剪切速率(s-1)；n为流变拟海水直接拌合，研究了无机聚合物浆体的流变参数，表1无机聚合物的化学成分/%样品SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOSO3K2ONa2OLOI其它无机聚合物30.5619.562.220.8534.43.231.232.094.880.930.05CMYK材料研究与应用表2浆体流变参数编号类型τ0/Paη/(Pa·s)拟合方程相关系数A0自来水6.610.1875

7、y=6.61+0.1875·γ1.26090.9988A10.4%Na1.18580.99912SO46.250.12y=6.25+0.12·γA21.2%Na1.15720.99932SO45.390.1088y=5.39+0.1088·γA32%Na1.20350.99912SO45.170.0951y=5.17+0.0951·γB10.4%MgSO6.710.2986y=6.71+0.2986·γ1.33480.99854B21.2%MgSO7.070.3555y=7.07+0.3555·γ1.3540.99864B32%Mg

8、SO8.420.3613y=8.42+0.3613·γ1.42710.99854指数，当n=1，τ0≠0时，为宾汉姆流体；当n=1，τ0=0Na2SO4后剪切应力-剪切速率曲线在空白样曲线上方，时，为牛顿流体；当n<1时，流体呈现剪切