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(1.廣西科技大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院,廣西 柳州 545006； 2.廣西魚峰水泥股份有限公司，廣西 柳州 545000)

近年來，沿海地區(qū)以及西北鹽湖地區(qū)的水域、土壤中不斷遭受硫酸根離子的侵蝕和污染，外部環(huán)境中的硫酸根離子不斷擴散侵入水泥基內(nèi)部，致使水泥混凝土結(jié)構(gòu)開裂，強度喪失，嚴(yán)重降低水泥基混凝土工程建設(shè)的耐久性。因此，深入研究水泥基材料的抗硫酸鹽性能，已成為提高混凝土耐久性的重要內(nèi)容。通過了解國內(nèi)外對水泥抗硫酸鹽性的相關(guān)研究進(jìn)展，挖掘出其中的共性和差異性，找出研究存在的盲點和不足，可為提高水泥基材料抗硫酸性能方面的技術(shù)措施提供理論依據(jù)。

1 水泥硫酸鹽侵蝕破壞機理

硫酸鹽侵蝕破壞是混凝土鹽類侵蝕危害最大的一種侵蝕。關(guān)于其侵蝕破壞機理，國內(nèi)外基本形成統(tǒng)一的認(rèn)識。其主要特點是初始階段，外部環(huán)境中的硫酸根離子以水為載體通過水泥基孔隙侵入水泥內(nèi)部，與水泥基水化產(chǎn)物Ca(OH)2和水化硅酸鈣等物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，同時生成難溶性的石膏和鈣礬石等膨脹性產(chǎn)物，隨著反應(yīng)進(jìn)行，產(chǎn)物不斷積累，當(dāng)其體積膨脹所引起的內(nèi)部壓應(yīng)力大于水泥基的極限抗拉應(yīng)力，則會形成開裂，此階段的破壞形式主要是以裂縫擴展為基礎(chǔ)，進(jìn)而不斷增加裂縫，促進(jìn)硫酸根進(jìn)一步侵蝕，此過程不斷進(jìn)行，循環(huán)往復(fù)，致使Ca(OH)2不斷消耗，具有強度和粘結(jié)性的C-S-H凝膠不斷分解，最終導(dǎo)致水泥漿體結(jié)構(gòu)破壞。

國內(nèi)學(xué)者高禮雄[1]系統(tǒng)地對水泥抗硫酸鹽侵蝕性進(jìn)行了分析研究，指出水泥調(diào)水后，石膏和水泥熟料中含堿化合物迅速溶解，而水泥的水化實際是在含堿的環(huán)境中進(jìn)行的，其中水化產(chǎn)物包括Ca(OH)2, C-S-H凝膠，鈣礬石，其比例分別為20%，70%，7%左右，而C3S和C2S水化生成的C-S-H凝膠，可增強水泥基的強度，是水泥石中主要的膠結(jié)物質(zhì)和強度來源。因此，保證C-S-H凝膠不被分解是提高抗硫酸鹽性能的關(guān)鍵所在。而Ca(OH)2的溶析反應(yīng)會使混凝土的孔隙率增大，密實度和強度降低，并且由于孔溶液中的Ca(OH)2濃度降低，pH下降，引起C-S-H凝膠的分解，進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土強度降低。

2011年李長成等[2]在研究溫度對抗硫酸鹽水泥性能的試驗中，通過將水泥—石灰石粉樣品置于不同的溫度下的MgSO4溶液中進(jìn)行試驗，結(jié)果表明：(5±2) ℃低溫環(huán)境中，樣品發(fā)生碳硫硅鈣石的硫酸鹽侵蝕破壞，簡稱TSA型破壞，它的主要破壞特點是：直接破壞水泥石中C-S-H凝膠，并將其轉(zhuǎn)化為無膠凝性的爛泥狀物質(zhì)，即碳硫硅鈣石(TF)。水泥基材料由表及里脫落，從而使水泥基材料失去強度和膠凝性，終至裂化失效。因此，它是比鈣礬石和石膏破壞更為嚴(yán)重的一種破壞，但由于碳硫硅鈣石(TF)的化學(xué)組成，晶體結(jié)構(gòu)與鈣礬石十分相似，常規(guī)測試分析易混淆，過去的研究主要集中在膨脹性的鈣礬石和石膏的研究，把TSA型破壞錯誤地歸納為鈣礬石等膨脹性產(chǎn)物的一類破壞，因此，該破壞一直未受到專家學(xué)者的重視。直到1965年，國內(nèi)外相繼報道了上百個TSA型破壞導(dǎo)致劣化實例，如我國甘肅蘭州八盤山水電站和新疆喀什地區(qū)永安壩水庫發(fā)生了不同程度的TSA破壞，專家學(xué)者開始有針對性地研究TSA抑制劑，并對碳硫硅鈣石的形成機理，影響因素，破壞機理及預(yù)防措施做了大量的研究工作。因此，當(dāng)前對碳硫硅鈣石的侵蝕研究已成為研究水泥的熱點之一。

由于TF和鈣礬石晶體結(jié)構(gòu)十分相似，XRD圖譜衍射峰非常接近，不易辨認(rèn)。李長成[3]提出，先從XRD圖譜判別出存在鈣礬石和碳硫硅鈣石的混合物，結(jié)合IR光譜分析，IR光譜有兩個特征峰500 cm-1，750 cm-1。此方法成為快速定量鑒別水泥基中碳硫硅鈣石和鈣礬石的可靠方法。借助此法，闡明了溫度越低，水泥基TSA破壞越嚴(yán)重，且Cl-可減緩碳硫硅鈣石(TF)的形成速度，復(fù)合溶液中Cl-濃度越高，減緩速度越明顯，進(jìn)而減緩TSA破壞進(jìn)程。但由于對TSA型破壞認(rèn)識還處于起步階段，在其研究方面存在諸多不足，因此對于碳硫硅鈣石的形成過程的學(xué)術(shù)意見尚不能統(tǒng)一。

2 水泥硫酸鹽侵蝕的表征方法

哪些性能指標(biāo)能比較快速準(zhǔn)確地反映水泥基材料的侵蝕程度？基于鈣礬石和石膏等難溶性膨脹性產(chǎn)物會使水泥基體積膨脹，國內(nèi)先后制定了4個不同版本的國家標(biāo)準(zhǔn)，最早的是1965年發(fā)布的GB749—65《水泥抗硫酸鹽侵蝕試驗方法》[4]。該方法是通過腐蝕系數(shù)來衡量，腐蝕系數(shù)即為同一齡期的水泥膠砂試體在硫酸鹽侵蝕溶液與淡水中浸泡的抗折強度比，以F表示。當(dāng)F值大于0.8，被認(rèn)為試件未發(fā)生侵蝕破壞。但其測定時間很長，且需要專用成型模具和專用測試儀。隨后在1981年國內(nèi)發(fā)布了GB2420—81《水泥抗硫酸鹽侵蝕快速試驗方法》[5]，該測定方法需時較短，相較前者大大提高了試驗效率，縮短了試驗周期。2001年發(fā)布了GB/T 749—2001《硅酸鹽水泥在硫酸鹽環(huán)境中的潛在膨脹性能試驗方法》[6]，該方法是通過測量摻加石膏水泥膠砂試體在規(guī)定齡期的線膨脹率來衡量其潛在的抗硫酸鹽性能，此方法測定時間短，但由于其只能用于硅酸鹽水泥的抗硫酸鹽性能測定，因而存在一定的局限性。2008年又發(fā)布了GB/T749—2008《水泥抗硫酸鹽侵蝕試驗方法》[7]，該方法改進(jìn)了前者的不足，同時列入小試體高濃度溶液浸泡快速試驗方法，供選擇使用。而后在礦渣水泥抗硫酸鹽性測定中，考慮到礦渣水泥正常水化時，具有微膨脹性能，為改進(jìn)測定方法，參考GB/T749—2001對其快速評定采用線膨脹率之差，規(guī)定中抗硫酸鹽水泥14 d線膨脹率差不應(yīng)大于0.060%，高抗硫酸鹽水泥14 d線膨脹率差不應(yīng)大于0.040%。由于水泥膠砂試體在長期硫酸鹽溶液試驗中，其裂解破壞是水泥石內(nèi)部生成難溶性的鈣礬石等膨脹性產(chǎn)物引起的，因此試件破壞對線膨脹率較為敏感，故首選線膨脹率之差的方法作為評判指標(biāo)，其次為抗折強度比。而國外對抗硫酸鹽侵蝕的判斷標(biāo)準(zhǔn)有所區(qū)別，美國材料與測試協(xié)會ASTM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：采用試件質(zhì)量損失大于5%，長度增長率大于0.4%或強度損失率大于25%，都被認(rèn)為發(fā)生了硫酸鹽破壞。2014年，Hodhod et al[8]提出的ASTM-C1012-95液壓水泥砌塊的長度變化的試驗標(biāo)準(zhǔn)，該模型通過建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANNS)模擬來克服以前研究指標(biāo)中，類似硫酸鹽侵蝕不敏感、pH變化影響等問題，更快更準(zhǔn)確地測量水泥摻加物對抗硫酸鹽性的影響，現(xiàn)在已開始被廣泛地用來表征含有高爐礦渣、粉煤灰的水泥品種的抗硫酸鹽性。通過國內(nèi)外對測定硫酸鹽侵蝕指標(biāo)對比發(fā)現(xiàn)，國外的ANNS檢測手段不僅縮短了國內(nèi)采取長期浸泡試體進(jìn)行試驗的時間，而且通過模擬真實混凝土孔隙狀態(tài)克服了外部環(huán)境因素對試驗中微膨脹變形帶來的影響，更客觀準(zhǔn)確地反映材料抗硫酸鹽性的侵蝕狀況。

3 關(guān)于水泥硫酸鹽侵蝕影響因素

影響水泥抗硫酸鹽性能的因素有很多，除了水泥基自身的化學(xué)組成內(nèi)部因素之外，有很多專家針對外部環(huán)境因素對水泥的抗蝕性做了研究和試驗。

2013年郭書輝等[9]從摻加活性混合材的粒度大小，對水泥抗硫酸鹽性能進(jìn)行研究，通過對摻加超細(xì)礦渣和普通礦渣對抗硫酸鹽侵蝕性能影響進(jìn)行對比并得出結(jié)論，增大超細(xì)礦渣摻入比例，不僅可以提高水泥砂漿強度，而且可明顯改善水泥砂漿的抗硫酸鹽侵蝕能力?？赏茢嗟V渣水泥基材料粒度越小，參加二次反應(yīng)的水化產(chǎn)物的接觸面積越大，進(jìn)而加劇了二次反應(yīng)程度，提高其抗蝕能力。

2014年張俊等[10]開展實驗得出了低水灰比條件下，若摻入超細(xì)礦渣，抗硫酸鹽性能得到了顯著改善。由此看出，低水灰比提高了水泥砂漿的密實度，改善了孔結(jié)構(gòu)，從而阻斷了硫酸根擴散進(jìn)入水泥基內(nèi)部的侵蝕通道，故以此來提高水泥基的抗侵蝕性。因此，在實際工程應(yīng)用中，可適當(dāng)降低混凝土的水灰比以提高其抗蝕性。

實際上，在水泥混凝土構(gòu)造物的應(yīng)用過程中，會同時遭受物理和化學(xué)的綜合作用。1984年，Schneide et al[11]指出水泥基材料也會因外界應(yīng)力影響其被腐蝕的進(jìn)程。通過控制水膠比、水泥類型、荷載水平、介質(zhì)濃度等因素，對水泥砂漿和普通混凝土的彎曲強度進(jìn)行研究。對于壓縮荷載對硫酸鹽侵蝕的影響，得出結(jié)論：硫酸鹽對混凝土的侵蝕取決于壓應(yīng)力水平。當(dāng)壓應(yīng)力高于0.65時，會加速硫酸鹽的侵蝕破壞進(jìn)程；當(dāng)壓應(yīng)力水平低于0.275時，會抑制硫酸鹽的腐蝕。1992年，研究者又通過荷載作用下的硫酸銨溶液對水泥砂漿的腐蝕性能進(jìn)行雙重因素耦合試驗探究[12]，結(jié)果表明：在荷載作用下，硫酸銨溶液會加速砂漿的應(yīng)力腐蝕，并且涂層并不能保護(hù)砂漿試件被硫酸鹽腐蝕。由此推斷，較大荷載作用會使水泥基材料受拉開裂，使更多的硫酸根離子進(jìn)入水泥基內(nèi)部，從而加速了侵蝕進(jìn)程。1993年，繼續(xù)對高性能混凝土應(yīng)力腐蝕方面試驗[13-14]，得出結(jié)論，30%以上的彎曲荷載會顯著加速腐蝕進(jìn)程，并指出50%以上的荷載引起的損傷超過了化學(xué)介質(zhì)作用。而后Zivica et al[15]對壓應(yīng)力作用下硫酸鹽腐蝕水泥進(jìn)行試驗探究，試驗表明：60%的壓應(yīng)力范圍內(nèi)，壓應(yīng)力引起的水泥砂漿強度增大，孔隙率降低，抑制了裂縫的發(fā)展，阻止硫酸根離子進(jìn)入水泥基材料內(nèi)部，1995年,Middel和Gerdes等專家先后對彎曲應(yīng)力對水泥砂漿的彎曲強度，斷裂性能進(jìn)行研究。其中Gerdes指出，由荷載引起的侵蝕破壞，實質(zhì)是微結(jié)構(gòu)損傷加速了化學(xué)腐蝕進(jìn)程。而2000年Klaus-CHristian Werner[16]發(fā)現(xiàn)水膠比0.35、0.45的水泥砂漿和硅酸三鈣漿體在Na2SO4溶液和NH4NO3溶液中，荷載作用并沒有加速水泥基腐蝕，而在(NH4)2SO4溶液中加速作用明顯，這一點與前述資料不太符合，推斷可能是水泥砂漿漿體強度較高，抗蝕性較強，難以測出其腐蝕效果。李金玉[17]也對彎曲應(yīng)力狀態(tài)對水泥砂漿的硫酸鹽侵蝕進(jìn)行試驗探究，研究結(jié)果基本與前述結(jié)論基本一致，應(yīng)力等級越高，腐蝕速度越快。此外，慕儒等[18]研究了荷載與凍融聯(lián)合作用，應(yīng)力和硫酸鹽協(xié)同作用對混凝土耐久性的影響，結(jié)果表明：雙因素協(xié)同遠(yuǎn)大于單一因素或單一因素簡單疊加引起的破壞，齡期較長時，荷載的影響更大。長齡期的荷載與介質(zhì)共同作用會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷加劇，引起混凝土性能加速劣化。而國外文獻(xiàn)卻對雙因素耦合作用研究成果較少。

4 改善水泥抗硫酸鹽性能的技術(shù)思路

由硫酸鹽侵蝕機理可知，無論從降低生成難溶性的石膏，鈣礬石等膨脹性產(chǎn)物還是提高有效凝膠物質(zhì)C-S-H的觀點來看，都應(yīng)當(dāng)發(fā)展低鈣硅酸鹽水泥。其改善措施可分為降低水泥自身C3S的礦物比例組成，發(fā)展以C2S為主導(dǎo)礦物的低鈣礦物水泥熟料體系。另外可摻加活性礦物混合材，可代替部分C3S、C2S，降低水泥熟料的鈣含量。

林毓梅等[19]利用高貝利特C2S水泥研制的混凝土試驗中，其所配制的混凝土不但產(chǎn)生水化熱較低，而且抗硫酸鹽性能方面均優(yōu)于普通硅酸鹽水泥，因此，通過制備高活性的C2S用來生產(chǎn)高性能、低能耗、低環(huán)境負(fù)荷的水泥品種已成為水泥研究熱點之一。

國內(nèi)專家更青睞于研究摻入活性礦物混合材以開發(fā)高性能水泥體系。周俊龍[20]、王復(fù)生[21]、肖佳[22]、吳曉蓉[23]等學(xué)者分別研究分析了以粉煤灰、礦渣、硅灰、磷渣等混合材為摻加物，不同比例摻入水泥基進(jìn)行試驗，結(jié)果表明：一般情況下，活性混合材的摻量越多，其抗侵蝕能力越強。一方面摻入的活性混合材可降低C3S和C2S比例組成，另一方面利用活性混合材潛在的火山灰活性，能與水化產(chǎn)物Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng)： SiO2+xCa(OH)2+m1H2O→x1CaO·SiO2·m1H2O； Al2O3+xCa(OH)2+m2H2O→x2CaO·Al2O3·m2H2O。

二次水化產(chǎn)物可填充水泥基孔隙，降低水泥石的孔隙率，增大其密實度，從而阻斷了硫酸根離子的侵蝕途徑，提高了水泥基抗硫酸鹽侵蝕性能。

近年來，不少國內(nèi)學(xué)者對水泥基通過摻加鋼渣研究其抗硫酸鹽性能。2015年，孫家瑛等[24]將脫硫石膏和鋼渣兩種工業(yè)廢渣摻入水泥基材料，可提高其抗硫酸鹽侵蝕性能。其主要原因是：鋼渣的化學(xué)成分和礦物組成與水泥熟料相似，具有一定的膠凝性。而脫硫石膏含有較多的二水硫酸鈣，脫水固化后形成鈣礬石，在一定程度上可填充水泥基孔隙。隨后，2016年王飛虎等[25]將鋼渣粉摻入水泥基材料，進(jìn)行量化試驗分析，試驗結(jié)果表明，鋼渣粉分別被摻入普通水泥、高抗水泥和快硬水泥，其最優(yōu)摻量分別為20%、10%、10%。

但周世華等[26]在研究膠凝體系的水泥漿體線膨脹系數(shù)的論述中提到礦渣的摻入，水泥基的線膨脹系數(shù)有增大的趨勢，由此推斷礦渣摻入可加速硫酸根離子進(jìn)入水泥基石內(nèi)部侵蝕，與前者摻入礦渣會提高抗硫酸鹽水泥性能相矛盾，因此推斷，線膨脹系數(shù)增大與二次水化反應(yīng)兩種效應(yīng)可能同時存在，兩種效應(yīng)物理化學(xué)遞加會出現(xiàn)礦渣與Ca(OH)2的二次水化反應(yīng)強于水泥基線膨脹系數(shù)的影響，從而整體上呈現(xiàn)增強抗蝕性的論述。此外，復(fù)摻粉煤灰與礦渣對水泥基線膨脹系數(shù)呈物理遞加作用，但國內(nèi)復(fù)摻礦物摻合料對抗硫酸鹽性能的強度影響卻很少研究報道。在實際應(yīng)用中，建議研制出最優(yōu)的摻量方案，以最經(jīng)濟的成本最大限度地提高抗硫酸鹽水泥的抗侵蝕性。

國外學(xué)者在活性礦物摻合料方面對水泥基方面影響的研究中，主要研究了粉煤灰，礦渣，硅灰等礦物對抗硫酸鹽水泥的影響。覃立香等[27]通過R值來衡量各種粉煤灰的影響規(guī)律,R=(C-5)/F,C為CaO%,Fe為Fe2O3%,R值小于1.5，粉煤灰能改善抗硫酸鹽水泥侵蝕性能，R值在1.5～3.0之間，對其侵蝕性能無明顯影響。R值>3.0時，對抗硫酸鹽侵蝕性能是有害的。此研究更加細(xì)化完善了粉煤灰的抗侵蝕效應(yīng)，把R值法和工地試驗結(jié)合起來，保守地選用了粉煤灰，但此方法也存在一定的不足，忽略了粉煤灰的膨脹性反應(yīng)，即提供鈣礬石鋁相的來源，其實質(zhì)是粉煤灰的鈣玻璃相與粉煤灰的硅鋁酸鈣玻璃相的鈣含量有關(guān)，鈣玻璃相含量很高時，粉煤灰分解出鋁酸鈣速度較快，其分解提供的鋁相，在硫酸根環(huán)境中，更容易形成鈣礬石等膨脹性物質(zhì)。因此，不僅要考慮到粉煤灰的摻加比例及化學(xué)組成，還要把粉煤灰的膨脹性反應(yīng)考慮在內(nèi)。Tikalsky et al[28]利用18種粉煤灰進(jìn)行長達(dá)3 a的試驗和研究，試驗表明，粉煤灰的礦物組成和化學(xué)組成都是影響抗硫酸鹽侵蝕的主要因素。ASTMC618要求CaO質(zhì)量總含量以質(zhì)量小于10%的粉煤灰用于增強混凝土的抗硫酸鹽性能，從而完善了前者的不足。通過國內(nèi)外的對比發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)大多數(shù)對粉煤灰摻量的影響研究深度不夠，并且研究水平停留在宏觀定性分析，對微觀相結(jié)構(gòu)的反應(yīng)機理研究甚少，因此在試驗中未給出較為精確的數(shù)據(jù)摻量和最優(yōu)方案，不足之處待完善。此外，Mangat et al[29]學(xué)者在礦渣摻量方面作出了很多研究，并提出：一般礦渣摻量達(dá)65%以上時，可改善水泥基材料抗侵蝕性，低于65%礦物摻量時，其抗硫酸鹽侵蝕性能很大程度上取決于Al2O3含量。當(dāng)?shù)V渣摻量少于50%時，Al2O3含量超過18%，對其抗侵蝕性是有害的，相反，Al2O3含量小于11%時，礦渣對其抗蝕性有改善作用。

但并不是所有礦物摻合料可提高水泥抗蝕性。2006年，鄧德華等[30]將石灰石粉作為摻加料加以研究，結(jié)果表明：摻加石灰石粉可使水泥基材料在硫酸鹽環(huán)境中形成大量較大尺寸的石膏晶體而膨脹開裂，強度急劇下降，因此不宜采用含石灰石粉的復(fù)合水泥。隨后在2009年10月，李貴強等[31]將硫鋁酸鋇鈣礦物引入普通硅酸鹽水泥體系而制成新型水泥，試驗結(jié)果表明，此類阿利特—硫鋁酸鋇鈣水泥抗硫酸鹽性能明顯優(yōu)于普通硅酸鹽水泥，其抗腐蝕系數(shù)達(dá)到1.31，而普通硅酸鹽水泥僅為0.94，同時以不同比例石膏摻量摻入水泥，抗硫酸鹽性能呈現(xiàn)先增后減的趨勢。其主要原因是石膏摻量過低時，二次反應(yīng)中生成的較少的鈣礬石可增大水泥基材料的密實度，從而阻斷了硫酸根的侵蝕途徑，研究表明，以5%石膏摻量抗蝕性能為最優(yōu)。

此外，在礦物摻合料方面，高禮雄[1]還提到引入鋇鹽和檸檬酸鈉對水泥基的硫酸鹽侵蝕有較好的抑制作用。2015年Aukkadet.Rerkpiboon et al[32]利用甘蔗渣部分代替普通硅酸鹽水泥，可使其強度增加至原來的50%。試驗表明，適當(dāng)范圍內(nèi)，蔗渣的摻量越高，被硫酸鹽侵蝕引起的體積膨脹越小。2016年EloyAsensio de Lucus et al[33]提出并討論了以黏土為基礎(chǔ)的建筑垃圾及拆卸廢物(C&DW)作為火山灰添加物，結(jié)果表明，摻加(C&DW)可顯著提高水泥的耐久性和抗侵蝕性。

通過國內(nèi)外對活性混合材研究的對比，除去傳統(tǒng)意義上的礦物摻合料，如礦渣、粉煤灰、硅灰，可以看出，國外研究始終秉持著生態(tài)環(huán)保的理念，在開發(fā)新型水泥基材料摻合料方面，立足于提高廢物資源利用率，實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。這一方面，國內(nèi)專家學(xué)者關(guān)注甚少。在提高水泥抗侵蝕性能的同時，更多著眼于工業(yè)生產(chǎn)廢渣的開發(fā)和利用，發(fā)展綠色水泥體系，是符合當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。

綜上所述，改善水泥抗硫酸鹽侵蝕性應(yīng)從3個方面入手。(1)改善孔結(jié)構(gòu)，減小孔隙率以阻斷硫酸根的擴散途徑，通常采用引入活性礦物混合材，降低水灰比的方法，均可提高水泥基的密實度，此外摻加5%的石灰石粉，與硫酸根反應(yīng)可生成較低含量的鈣礬石，也可填充孔結(jié)構(gòu)，增加材料的密實度。(2)降低鈣礬石，石膏等難溶性膨脹性物質(zhì)的生成量，防止水泥基內(nèi)部因膨脹開裂。其實質(zhì)是降低Ca2+的濃度，其改善措施可發(fā)展低鈣水泥品種，摻加活性混合材礦物與水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生如此水化反應(yīng)，以降低Ca2+的濃度。(3)由于C-S-H凝膠是水泥基的主要的強度來源和膠結(jié)物質(zhì)，控制并提高C-S-H凝膠的生成量對提高水泥抗侵蝕性具有重要意義。因此，可利用C-S-H凝膠僅能在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在的特性，控制外環(huán)境的pH值，以防止C-S-H凝膠的分解，或摻加活性礦物原料，進(jìn)而進(jìn)行火山灰反應(yīng)，可提高C-S-H的產(chǎn)量，此方法主要針對TSA型破壞，該破壞特點主要將C-S-H分解消耗，致使水泥基失去強度進(jìn)而解體失效。

5 水泥抗硫酸鹽性研究尚存問題及展望

在提高水泥抗硫酸鹽侵蝕方面，國內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過了漫長的研究和分析，取得了階段性的成就和進(jìn)展。通過認(rèn)識水泥基材料抗硫酸鹽侵蝕的機理，大多數(shù)學(xué)者更青睞于研發(fā)新型活性混合材摻合料來提高水泥基抗蝕性。通過國內(nèi)外對比，國內(nèi)需要著眼于發(fā)展綠色水泥的理念，向著工業(yè)廢氣、廢渣、城市污泥以及建筑垃圾等發(fā)面不斷拓展研究，將工業(yè)廢渣綜合利用與提高水泥抗蝕性結(jié)合起來。此外，在研究探索中也存在著一定的不足，國內(nèi)外對低溫條件下碳硫硅鈣石的形成途徑至今未達(dá)成統(tǒng)一，TSA型破壞影響因素還存在著學(xué)術(shù)盲點，但TSA型破壞是一種普遍存在且長期影響水泥基強度和耐久性的關(guān)鍵問題。尤其在西部地區(qū)、沿海地區(qū)極易誘發(fā)，若不加重視，必然會造成嚴(yán)重的工程破壞和巨大的經(jīng)濟損失。因此，建議國內(nèi)外學(xué)者增強對TSA型破壞的關(guān)注和研究，有針對性地提出減緩或抑制TSA的方法和措施，對國民經(jīng)濟和工程建設(shè)具有重大意義。