硫磺粉應用:硫磺為鋼筋提供了較好的保護
當硫磺混凝土開始浸泡在鹽水中時,因其滲透率低,所以為鋼筋提供了較好的保護。
但是,隨著時間的推移,混凝土結構產生了裂縫,腐蝕劑便很容易達到鋼筋表面而至使其發生腐蝕。
腐蝕的產物(氧化鐵等)通過已有的裂縫,逐漸析出。導致裂縫加寬,從而鋼筋會受到更嚴重腐蝕。如果粗骨料的吸水率很低,粗骨料和粉狀添加劑也不含任何膨脹性礦物,那么硫磺混凝土中鋼筋的抗蝕性自然就會提高了。
如果其所在環境是比較干燥的,那么裂縫也會減少產生,硫磺混凝土的抗蝕性自然也會提高很多。硫磺混凝土的抗疲勞性能大大優于普通水泥。
用硫磺混凝土制備的梁,在100-200 萬次反復荷載下,達到斷裂模量90-95%時而不破壞。因此,硫磺砼的斷裂模量(抗折強度)的限值為85-90%,而普通水泥的僅為50-55%。
這就表明,在低于85-90%應力級別時,硫磺混凝土是不會疲勞的。
盡管硫磺砼不會燃燒,但是將其置于明火之中,其表面的硫磺就會緩慢燃燒,此時如果移去明火,其又會自行熄滅。據國外資料報道,硫磺砼的火焰蔓延率為零,燃燒成分為零,煙氣密度很低。這種耐火性主要是由于添加劑的存在,當暴露在明火中時,表面生成了一種保護的炭化層。
這種炭化層加上硫磺粉的低導熱率,使得熱量的滲入很慢。然而在明火中暴露的久了,當內部的溫度達到硫磺熔點(119℃)時,硫磺砼會產生結構性損壞。
在硫磺砼中粘結骨料的硫磺膠結料是熱塑性的,因此硫磺砼可以壓碎,重新熔化后再行澆筑,而不會影響其強度或其他性能。
換句話說,硫磺砼是完全可以再生的(即重復利用)。由于同樣的原因,拌合設備不必沖洗或者清潔,因為粘結在攪拌機上殘余材料,在下一次攪拌作業時就就會重新熔化。在冷卻到110℃時,硫磺砼就會發生凝固(硬化)。
因此,熱的硫磺砼拌合物可在很高溫度下或低溫環境下進行澆筑。在這種極端的溫度下,普通水泥是肯定不能的。
另外,熱的硫磺砼拌合物可在很長的時間內保持為液態而不受破壞。另外,硫磺混凝土較普通水泥的一個特點是其抗凍性好,它不受環境、季節和氣候的影響,可以在任何條件下全年施工,特別是負溫度下可以不需要采取任何措施而直接施工。
由此,在某些條件下,使用硫磺混凝土比普通水泥有明顯的經濟優勢。因為,普通水泥的冬季施工一般都要對骨料進行加熱,在養護過程中還要維護一定的熱環境,施工附加費用高、需要采取的措施負責繁瑣,然而混凝土強度有沒確切保證,而且在急需獲得強度時往往做不到。
但是,當采用硫磺混凝土時在數小時或一日內即可達到效果,曾經有過報道,國外早就在零下40℃的氣溫下利用硫磺混凝土修建管道。
硫磺改性劑熔融的硫磺,其粘度變化很大,當溫度為115-160℃時,粘度為12.5-6.6 厘泊;但當溫度增至165℃時,粘度將增加千倍;而當溫度繼續升至198℃時,粘度高達900 泊,增加了近萬倍。
因此硫磺的施工溫度只能在115-160℃之間。硫磺的強度也隨著溫度的不同而發生變化,根據資料顯示,硫磺的強度在20-60℃之間較大。純硫磺在熔融、冷卻、凝固過程中,由于晶格的改變,從單斜硫(Sb)轉變為斜方硫(Sa)時,體積縮小,形成收縮應力,將使硫磺的耐熱穩定性及其他特性(如粘接強度、抗沖擊強度等)大為降低,在冷熱交替或干濕交替的環境中,結構極易損壞。
為了阻止和減少Sb向Sa的轉變,可以在硫磺中加入少量聚硫橡膠作為增韌劑對其進行改性,摻量為硫磺用量的1.7-3.3%。研究表明,改性后的硫磺,其耐熱穩定性、粘接強度及抗沖擊性能均有較大提高。
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