文献速读
Constr. Build. Mater.：海洋环境下磷铝酸盐水泥基海砂涂料的氯离子结合及迁移特性
题目
题目：Chloride binding and transport characteristic of phosphoaluminate cement-based marine sand coating subjected to marine environment
海洋环境下磷铝酸盐水泥基海砂涂料的氯离子结合及迁移特性
关键词
关键词：磷铝酸盐水泥；氯离子结合；涂层海砂
来源
出版年份：2021
来源：Construction and Building Materials
课题组：济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室王守德课题组
研究背景
海洋材料是海洋开发建设的基础，由于其良好的性能和相对较低的成本而被应用于海洋工程（近岸、近海、深海建设等）。在海砂混凝土中，基于水泥的海砂涂层被来自界面过渡区（ITZ）和海砂表面、内部的氯离子包围。因此，它需要以水泥为基础的海砂涂层来阻止氯离子的迁移。相关学者研究了砂浆的抗氯离子渗透性，并通过在表面涂上细骨料来改善。这表明预涂技术可以阻止氯离子的迁移。与传统方法相比，使用水泥的预涂技术是一种很有前途的海砂处理方法，它可以提高氯离子结合并阻止氯离子迁移。这为推广海砂在混凝土中的工程应用奠定了基础。
研究出发点
磷铝酸盐水泥（PAC）具有出色的机械性能、抗渗性和固化有害物质的性能。深入研究PAC基海砂涂料的氯离子结合和输运特性，这对海砂是否能更经济的应用于混凝土中具有重要意义。
研究内容
本文基于一种磷铝酸盐水泥（PAC）基涂层海砂的处理方法，通过RCM法、电通量法、混凝土孔隙溶液的测量和极化电阻的测量，研究了PAC基涂层对混凝土和钢筋抗氯离子渗透的影响。在实验中，对PAC基涂层材料的Cl-结合和迁移特性进行了深入研究，PAC基涂层材料可以通过化学键有效地结合大量的Cl-，提高钢筋的电化学性能。此外，基于PAC的海砂涂层可以阻止Cl-的迁移，并提高混凝土的抗氯离子渗透性。
图1 PAC的实验室制备
图2 基于PAC的海洋砂涂层示意图
图3 不同水化龄期水泥Cl-的物理化学结合比
图4 覆膜海砂的 SEM 分析图像
图5 不同混凝土孔隙溶液的水溶性氯离子含量
图6 混凝土的快速氯离子迁移系数和电通量
主要结论
本研究深入研究了PAC基涂层材料的氯离子结合和迁移特性。此外，通过RCM法、电通量法、混凝土孔隙溶液的测量和极化电阻的测量，研究了PAC基涂层对混凝土和钢筋抗氯离子渗透的影响，本研究的主要结论如下：
（1）以OPC为参考，通过测试硬化PAC浆料的性能来评估PAC基涂层材料的特性。PAC样品中抑制氯离子迁移的特性在腐蚀深度最低和表面游离氯离子浓度最小方面比 OPC 更有效；
（2）与OPC基涂层材料相比，PAC基涂层材料的氯化物结合性能优异。与 OPC相比，PAC基涂层材料的氯化物结合率在90d固化龄期增加了25%。该结果归因于铝的含量远高于OPC，从而使PAC基涂层材料能够通过化学键有效地结合大量的氯离子；
（3）与OPC不同的是，PAC的水化产物中不仅含有大量的弗里德尔盐，而且Ca5(PO4)3Cl也出现在PAC的熟料矿物中；
（4）金属板包覆的PAC基涂层材料的极化电阻高于OPC基涂层材料或普通金属板。与普通金属板和OPC基涂层材料相比，PAC基涂层的极化电阻分别增加了28%和20%，证明了PAC基涂层具有很好的耐腐蚀性；
（5）包覆海砂混凝土孔隙溶液中氯离子浓度略低于脱盐海砂混凝土孔隙溶液，表明内部氯离子大部分是通过物理和化学方法结合PAC基海砂涂层。此外，基于PAC的海砂涂料可以阻止氯离子的迁移，显著提高混凝土的抗氯离子渗透性。
本期编者简介
翻译：
罗盛禹 硕士生 深圳大学
审核：
余 阳 硕士生 深圳大学
排版：
颜文韬 硕士生 深圳大学
本期学术指导
何 闯 博士后 深圳大学
龙武剑 教嘻授 深圳大学
文献链接：
https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2022.106843
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