混凝土硫酸盐侵蚀过程及主要产物研究进展
硫酸盐对混凝土影响研究现状
硫酸盐对混凝土影响研究现状
硫酸盐对混凝土具有较大影响，已有大量研究表明其损害机理主要是由硫酸离子侵蚀和反应引起的。
硫酸盐侵蚀会导致混凝土内部筋材锈蚀、水泥基质的溶解和破坏，从而严重影响混凝土的力学性能和耐久性。
目前研究表明，硫酸盐的侵蚀主要与混凝土中氯离子含量、孔隙度、水泥种类、水胶比、龄期等因素有关。
研究发现，当氯离子含量较高时，混凝土会更易受到硫酸盐的侵蚀；孔隙度越大，混凝土受硫酸盐的损害越显著；采用高硫铁酸盐水泥和矿渣水泥制作的混凝土抗硫酸盐腐蚀性能较好。
为了提高混凝土的耐久性，在混凝土的生产和施工中，应该尽可能降低硫酸盐的含量，采用减少孔隙度和增加硬度的方法来提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
此外，加强养护和维护管理也是有效提高混凝土耐久性的关键措施。
混凝土氯离子和硫酸盐侵蚀破坏机理研究进展
引言混凝土结构的耐久性是指其暴露于预期使用环境时，能抵抗风化作用、化学侵蚀、磨损或任何退化过程，以保持其原始形状、质量和可用性的能力。
当材料劣化时，混凝土结构的耐久性开始降低，尽管材料劣化不会立即产生安全问题，但它们会导致结构逐渐损坏，造成安全风险。
由于实际使用环境中存在侵蚀离子，混凝土结构的实际使用寿命通常比设计的使用寿命缩短很多。
而由氯离子引起的钢筋腐蚀和硫酸根离子对混凝土体积稳定性产生的影响，被认为是影响混凝土结构耐久性的两个主要因素。
方万里[1]采用电量综合法研究了混凝土1年内龄期抗氯离子渗透性能，并通过5年龄期自然扩散法和电量综合法试验对比研究了混凝土抗氯离子渗透性能的时变规律，结果表明，采用低水胶比和优质矿物掺混凝土氯离子和硫酸盐侵蚀破坏机理研究进展于连平1 郭保林2 夏 雨1 刘 帅21. 青岛交发高速建设投资有限公司 山东 青岛 2661002. 山东省交通科学研究院 山东 济南 250000摘 要：在侵蚀性环境的长期作用下，会引起钢筋腐蚀和混凝土劣化，使建筑结构的承载力严重下降。
其中，混凝土材料在侵蚀性环境中的耐久性，如抗氯离子渗透性和抗硫酸盐侵蚀性，一直是各国学者的研究重点。
本文综述了在侵蚀环境下混凝土氯离子渗透机理、氯离子侵蚀机制和无损检测方法，归纳总结了硫酸盐侵蚀的破坏机理、主流检测方法及应对措施，阐述了在海洋环境中硫酸盐与氯盐对混凝土的耦合侵蚀机理；最后简要回顾了海洋环境中氯离子及其他侵蚀离子对混凝土结构的影响机理，评述了Cl--SO42-对混凝土结构的耦合侵蚀机理，提出了相关寿命数学预测模型，为综合提升混凝土耐久性提供思路。
关键词：氯离子渗透；硫酸盐侵蚀；破坏机理；检测方法Research Progress on the Failure Modes and Degradation Mechanisms of Chloride and Sulfate Corrosion in ConcreteAbstract: Under the long-term action of corrosive environments, it can cause corrosion of steel bars and deterioration of concrete, resulting in a serious decrease in the bearing capacity of building structures. Among them, the durability of concrete materials in corrosive environments, such as resistance to chloride ion penetration and resistance to sulfate attack, has always been a research focus of scholars from various countries. This paper provides an overview of the chloride ion penetration mechanism, chloride ion erosion mechanism, and non-destructive testing methods in concrete under corrosive environments. It summarizes the damage mechanism, mainstream testing methods, and response measures of sulfate erosion, and elaborates on the coupling erosion mechanism of sulfate and chloride salts on concrete in marine environments; finally, it conducts a brief review on the impact mechanism of chloride ions and other corrosive ions on concrete structures in the marine environment, evaluates the coupled corrosion mechanism of Cl--SO42- on concrete structures, and proposes a related mathematical prediction model for service life，providing ideas for comprehensively improving the durability of concrete.Key words: Chloride ion permeation; sulfate erosion; destruction mechanism; detecting methods收稿日期：2023-9-15第一作者：于连平，1983年生，高级工程师，主要从事道路工程相关研究工作，E-mail：*****************通信作者：郭宝林，1986年生，高级工程师，E-mail：*****************合料等技术措施配制的抗氯盐高性能混凝土，具有优良的抗氯离子渗透性能，采用这种技术可为解决氯盐环境中混凝土结构耐久性问题的主要措施；掺入大量矿物掺合料可有效降低混凝土的绝热温升值，矿物掺合料掺量、种类及比例对混凝土导热、导温系数和比热容影响较小；混凝土抗氯离子渗透性能随着龄期的延长而显著提高，氯离子扩散系数符合指数衰减规律，其龄期系数与混凝土水胶比和矿物掺合料掺量等因素有关。
混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究
混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料，其性能的优劣直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。
然而，在一些特殊的环境条件下，比如工业污染较为严重的地区，混凝土往往会受到硫酸盐的侵蚀，导致其性能下降甚至损坏。
因此，研究混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能对于提高建筑物的耐久性非常重要。
本文将重点介绍混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究进展。
一、硫酸盐侵蚀对混凝土的影响硫酸盐是一种常见的化学物质，其在一些工业生产过程和废水中都会存在。
当硫酸盐溶液与混凝土接触时，会引起以下几个方面的影响：1. 钙石膏的生成：硫酸盐与混凝土中的水合硅酸钙反应，形成水合硫酸钙或硫酸钡。
这些产物不仅占据了混凝土孔隙空间，还会破坏混凝土的内部结构，导致强度下降。
2. pH 值的变化：硫酸盐溶液具有较低的 pH 值，与混凝土中的碱性成分发生反应，会导致混凝土碱性减弱，进而降低其抗侵蚀性能。
3. 离子迁移：硫酸盐溶液中的离子会通过水分的迁移，进入混凝土内部。
这些离子的迁移和沉积会引起混凝土的体积膨胀和溶胀，加速混凝土的破坏。
二、提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的方法为了提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，许多研究者提出了多种方法和措施。
以下是其中几种常见的方法：1. 添加防蚀剂：通过在混凝土中添加一定比例的防蚀剂，可以减缓硫酸盐对混凝土的侵蚀速度。
防蚀剂可以形成一层保护膜，隔绝硫酸盐的侵入，同时提高混凝土的密实性。
2. 控制混凝土配合比：合理的混凝土配合比可以提高其抗硫酸盐侵蚀性能。
例如，减少水灰比、增加水泥用量等措施可以提高混凝土的致密性和强度，从而增强其抵抗硫酸盐侵蚀的能力。
3. 使用防蚀背衬材料：在混凝土结构的内侧使用防蚀背衬材料，如塑料薄膜或防蚀涂层等，可以有效防止硫酸盐侵蚀。
4. 表面防水处理：在混凝土表面进行防水处理，如使用防水涂料或防水剂等，可以降低硫酸盐的侵蚀速度，延缓混凝土的破坏。
三、混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的评价方法评价混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的方法有很多，常见的包括：1. 质量损失法：根据硫酸盐侵蚀前后混凝土质量的变化，计算质量损失比例。
硫酸盐对混凝土腐蚀机理研究
关 键词 ： 酸 盐 溶液 浓度 水胶 比 养护 时间 应 力状 态 硫
根 据相 关调 查 ．在 淡 水 湖 泊 和 河 流 中 ．０ ２ 离 子 的 含 量 通 增 大 ． 凝 土 内部 由于 体 积 膨 胀 产 生 膨胀 应 力 ． 这 一 应 力 超 过 Ｓ４一 混 当 常 不超 过 ６ ｍ ／ ． 达 到 １０ ／ ０ ｇＬ 而 ０ ｍｇ Ｌ的情 况 极 为 罕见 。 而 在 地 下 混 凝 土 的强 度 时 ． 凝 土 发 生破 坏 『。 然 混 Ｊ 根据 浓 度 积 规 则 ， Ｉ Ｉ 只有 当侵 矿 化 水 中 ．０ ２ 离 子 的含 量 相 当高 ．如 在 湖 滨 干 湿 交 替 带 地 下 蚀 溶液 中 的 Ｓ ４ 一 毛 细 孔 中 的 Ｃ ２ 浓 度 积 大 于 或 等 于 Ｃ Ｓ ４ Ｓ ４一 ０２和 ａ＋ ａ０ 水 Ｓ ４ 一 到 １０ ｍ ．铁 路 隧 洞 穿过 侏 罗 纪 、 白垩 纪 含 盐 红 的浓 度 积 时 才 能 有 石 膏结 晶析 出 。因 此 ． 有 当溶 液 中 的 Ｓ ４ 一 ０ ２达 ４ ０ ＃Ｌ 只 ０２ 层． 地下 水 中 Ｓ ４ 一 量 甚 至 达 到 ２ １ ｍｇ ｐ 地 下 衬 砌 混 凝 土 浓 度 非 常高 时 ． 膏 结 晶 侵 蚀 才起 主 导 作 用 不 同 的材 料 和 环 ０２含 ８５ ／ ］ Ｌ。 石 受 到 硫 酸 盐 侵 蚀 后 ． 发 生 一 系列 的 物理 化 学 反 应 ． 成 的 钙 矾 境 条件 ． 凝 土 抵抗 石 膏 侵蚀 的 能 力不 同 文献 ｆ研 究 得 到 水 胶 会 生 混 ｌ 引 石 和 石 膏 等 产 物 会 在 混 凝 土 内部 积 聚膨 胀 ．导致 混 凝 土 内部 结 比和 腐 蚀 溶 液 浓 度 的 大 小 对 混 凝 土 中 石 膏 和 钙 矾 石 的形 成 具 有 １］ 混 构 发 生 变 化 、 隙 扩 展 、 学性 能劣 化 ， 至结 构 破 坏［ 裂 力 甚 ３ １ 此， 。因 研 非 常 重 要 的 意 义 。文 献『４认 为 水 泥 中的 硅 酸 三 钙 含 量 越 多 ， 究 硫 酸 盐对 混凝 土 的腐 蚀 机 理 具有 非 常 重 要 的 意义 。 凝 土 由 石 膏 导致 破 坏 的时 间越 短 。另 外 ． 液 Ｐ 溶 Ｈ值 对 混 凝 土 中 硫 酸 盐 对 混 凝 土 的 腐 蚀 是 一 个 非 常 复 杂 的 物 理 化 学 过 程 。 石 膏 生 成 也有 影 响 ．Ｈ 值 越 高 ． 行 反 应 所需 要 的 Ｓ ４ 一 Ｐ 进 ０ ２ 浓度 也 由 于混 凝 土 本 身 是 一 种 由石 子 、 、 和 粉煤 灰 等 外 掺 料 组 合 而 增 加 ． Ｐ 值 大 于 １ ． ． 难产 生石 膏［ 砂 水 当 Ｈ ２９时 很 坷。 成 的非 均匀 多孔 介 质 ．在 浇 筑 过 程 中会 不 可 避 免 地 存 在 一 些 微 ３ 硅 灰 石 膏 型 、 裂 缝 或 气 泡 等 初 始缺 陷 ． 当外 界 Ｓ ４ ～ 入 到 混凝 土 的 内部 ， ０２侵 与 硅 灰 石 膏 型 是 硫 酸盐 进 入 混凝 土 后 发 生 一 系列 的化 学 反 应 生 Ｔ ａｍａｉ） ｈｕ ａｉ ｔ ｔ 混 凝 土 中 的 某些 成分 发 生一 系 列 的 反 应 生 成 难 溶 的矿 物 这 些 后 ， 成 产物 主要 为硅 灰 石 膏 （ｈ ｕ ｓ ｅ。Ｔ ａ ｍ ｓｅ的 结 构 式 矿 物一 方 面 由 于体 积 膨 胀 导致 混凝 土 破 坏 ．另 一 方 面 也 可 使 水 为 Ｃ ６Ｓ（Ｈ ６ ２ Ｈ ０・Ｓ ４２・ Ｏ ） ］化 学 分 子 式 为 Ｃ — ａ ［ Ｏ ）］ ４ ２ 【 ０ ） （ ３ ２， ｉ ２・ （ Ｃ ａ 泥 的 水 化产 物 氢 氧 化 钙 和 Ｃ Ｓ Ｈ 凝胶 等分 解 或 溶 出 ．从 而 导 致 Ｃ ３ Ｃ Ｓ０ ・ ａ ０ ・５ ２ —— ０ ・ ａ ｉ ３ Ｃ Ｓ ４ １ Ｈ ０．它 与 钙 矾石 虽然 不 属 于一 个 晶 系 ，
混凝土硫酸盐腐蚀简介
02 共同作用导致混凝土产生剥落型破坏; 其相对动弹性模量和质量随腐
中的Ca(OH)2含量蚀时间先下降 ,后稳定 ,最后加速下降。混凝土所在青含海的盐各湖种卤化水中学腐成分
高。
蚀,其损伤演化规律与混凝土在硫酸镁溶液中的和破坏矿形物式成一分致也。不尽相
03
同，而且拌合比也不
混凝土在硫酸盐溶液中腐蚀 ,钙矾石、石膏是主要腐蚀产物 ; 随腐蚀
原因三
13
试验结果
混凝土在青海盐湖卤水溶液腐蚀下的损伤失
原因一
水泥用量大则混凝土 中的Ca(OH)2含量 高。
原因二
当的控制水灰比，就 会使得混凝土的孔隙 率降低，减少碳化速 度。
原因三
14
试验结果
混凝土在硫酸盐溶液中腐蚀破坏形态
原因一
水泥用量大则混凝土 中的Ca(OH)2含量 高。
原因二
当的控制水灰比，就 会使得混凝土的孔隙 率降低，减少碳化速 度。
原因三
17
最终 结论
最终结论
01
原因一
混凝土在硫酸钠溶液中浸烘循环腐蚀, 腐蚀溶液中的 SO2 4 导致混凝土产生膨胀性破坏; 其 E rd和质量随腐蚀时间的演化规律 包括 3 个阶段: 初始劣化段、性能改善段和性能劣化段
原因二
原因三
水泥用量大则混凝土 混凝土在硫酸镁溶液中腐蚀 ,腐蚀溶液中的水SO泥2的4 品- 和种M不g同2 +，其
6
试验方法
材料选择:
7
试验方法
材料选择:
江南水泥厂 P·Ⅱ·42. 5 水泥, 其矿物组成见 。河 砂,表观密度为 2. 65g cm3 ,细度模数为 2. 6 ; 石灰 石, 表 观 密 度 为 2. 53g cm3 , 堆 积 密 度 为1600kg m3 , 颗粒级配为 5 ～ 10mm 。江苏省建科院的JM-B 型萘系减水剂( 用于普通混凝土) 和 JM-PCA 型聚羧酸 减水剂( 用于高强混凝土)。混凝土坍落度控制在 100～ 160mm 。
水泥与混凝土工程中的硫酸盐侵蚀问题分析
水泥与混凝土工程中的硫酸盐侵蚀问题分析水泥和混凝土广泛应用于建筑业，为我们的城市提供了强大的基础设施。
然而，随着时间的推移，硫酸盐侵蚀成为了水泥和混凝土工程中一个非常重要的问题。
本文将分析硫酸盐侵蚀对水泥和混凝土的影响以及如何应对这一问题。
首先，我们来了解硫酸盐侵蚀对水泥和混凝土的影响。
硫酸盐侵蚀是指大量硫酸盐与水泥、混凝土内部的化学反应，导致其抗压强度下降，甚至损坏工程结构。
硫酸盐溶液中的硫酸根离子会与水泥和混凝土中的水化产物发生反应，形成具有体积膨胀性的产物，以及可溶性的产物，导致混凝土表面产生龟裂、剥落、腐蚀等现象。
硫酸盐侵蚀会严重影响工程的使用寿命和稳定性。
接下来，我们来探讨硫酸盐侵蚀问题的成因。
硫酸盐的来源主要包括大气中的化学物质、土壤和地下水中的化学物质以及工业废气排放中的硫化物。
这些硫酸盐物质与水泥、混凝土中的矿物质反应，形成不溶性的硫酸钙或硫铝酸钙，引发硫酸盐侵蚀问题。
此外，气候条件，如高温、高湿度、雨水等也会加剧硫酸盐侵蚀的程度。
然后，我们来讨论如何应对水泥和混凝土工程中的硫酸盐侵蚀问题。
首先，选用符合设计要求的水泥和混凝土材料至关重要。
采用抗硫酸盐侵蚀的水泥和混凝土材料，如硫铝酸盐水泥和添加硅酸盐等物质的混凝土，可以提高工程的抗侵蚀能力。
其次，混凝土的施工需要注意加强细部处理，如缩短工程的连续浇筑间隔时间，增加混凝土表面沟槽等，以减少硫酸盐侵蚀的风险。
此外，在维护和保养方面，定期进行混凝土表面的清洗、修复和防护是非常重要的措施。
最后，我们要重视硫酸盐侵蚀问题的预防和治理。
在工程设计阶段，应根据具体环境条件和工程要求，合理制定防治措施。
提高建筑材料的质量控制，加强施工质量管理，定期进行工程检测和维护，及时修复已受损的结构，都是预防硫酸盐侵蚀问题的重要手段。
此外，科研领域也应加强对硫酸盐侵蚀问题的研究，提出更多有效的治理方法。
总之，硫酸盐侵蚀是水泥和混凝土工程中不可忽视的问题。
了解硫酸盐侵蚀对水泥和混凝土的影响，分析其成因以及推导出相应应对硫酸盐侵蚀问题的方法，对于保证工程结构的使用寿命和安全性至关重要。
混凝土硫酸盐侵蚀病害研究与治理的新进展
蚀 病害不止是传统 上的钙矾 石一种， 还包括了碳 硫硅钙石 和
收 稿 日期 ：２ １ —１—０ ０１ ２ ５
水镁 石两 种， 具有干湿 交替 的环 境下， 在 应特 别关注 盐结 晶
７ Ｃ Ｉ Ｎ ＲＴ ２１． Ｎ ６ Ｈ Ａ Ｏ ＣＥＥ ０２ ２ Ｏ ２ ＮＣ ０ ３
压 力的破 坏
究生， 发表 了诸多 研究成 果 ， 特别 是证实了混凝 土硫 酸盐侵
水泥 混凝 土耐久性 指 的是 处于一定环 境 中的混凝 土结 构抵 抗环境有 害作用 而长期 持久 服役的能力。因环境作用不
同， 凝土 耐久性研究 涉及 内容 很多 ， 中主要是混 凝土钢 混 其 筋锈 蚀的防护 、 北方混凝 土 防冻融循 环作用损伤 、 集料反 碱
K 值都 不 超 过 9 5 ％
，
10 0 ％
；
其他 两 项
我 国是 地 震 高发 区 在 近 年几 次 大 震 后 国 家有关部 门及 时 修 汀和重 新公布 了相应 标准与规范 ( 《 筑 抗 震设 计 规 范 》 建
( G B 5 0 0 1 1 2 0 10 )
-
； 第 2 项 专 利 的抗 硫 酸 盐 侵 蚀 的 混 凝 土 外加
和 《 凝 土 耐久 混
酸 盐 水泥 巾的 C 子 交换 而 吸收
，
一
，
A
和Ca (O H )
。
。
，
，
并 南硝 酸 根 离 子 与硫 酸 根 离
，
性 试 验 方 法 》( G B
50 082
)等)
。
其 中G B
、
5 0 0 1 1 2 0 10
、
特别指 出
，
定量 的S 0
混凝土的抗硫酸盐侵蚀
混凝土的抗硫酸盐侵蚀混凝土是一种常见的建筑材料，具有良好的耐久性和承载能力。
但是，当混凝土长时间暴露在硫酸盐环境下时，可能会遭受硫酸盐侵蚀，导致混凝土结构的损坏。
因此，研究混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能以及相应的改进措施具有重要意义。
一、硫酸盐对混凝土的侵蚀机理混凝土遭受硫酸盐侵蚀主要是由于硫酸盐中的硫酸离子与混凝土中的水合钙、三钙硅酸盐等物质发生化学反应，形成硫酸钙等产物。
这些产物会导致混凝土内部的体积膨胀，并与混凝土内部的孔隙空间产生压力，最终导致混凝土的破坏。
二、提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能的方法1. 选择合适的混凝土材料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能与材料的成分有着密切的关系。
因此，在设计混凝土配合比时，应选择适当的水泥种类和掺合料，并控制水灰比，以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 添加抗硫酸盐侵蚀剂抗硫酸盐侵蚀剂是一种可以减缓硫酸盐对混凝土侵蚀的添加剂。
添加抗硫酸盐侵蚀剂可以改善混凝土的耐蚀性能，减少混凝土受硫酸盐侵蚀的速度。
3. 加强混凝土的密实性混凝土的密实性对其抗硫酸盐侵蚀性能有着重要影响。
通过采取密实性强的混凝土施工工艺，例如采用振捣和压实等措施，可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
4. 表面防护措施为了进一步提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，可以对混凝土表面进行防护处理。
涂覆适当的防渗透剂或者表面涂料可以减少硫酸盐对混凝土的侵蚀，并提高混凝土的耐蚀性。
5. 定期维护与修复定期对混凝土进行维护与修复也是保证其抗硫酸盐侵蚀性能的重要手段。
通过及时修复混凝土表面的损坏和裂缝，可以防止硫酸盐渗入混凝土内部，减轻其侵蚀效应。
总结混凝土的抗硫酸盐侵蚀是保证混凝土结构耐久性的重要方面。
通过选择合适的混凝土材料、添加抗硫酸盐侵蚀剂、加强混凝土的密实性、采取表面防护措施以及定期维护与修复，可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，延长混凝土结构的使用寿命。
因此，在混凝土结构设计和施工过程中，需要充分考虑硫酸盐侵蚀的影响，并采取相应的措施来提高混凝土的耐蚀性能。
混凝土硫酸盐侵蚀研究
ＳＥ Ｅ Ｅ ＮＬ０ ． ＣＮ ＆Ｔ ＨＯ０Ｙ ＩＣ Ｃ
皿圈
混 凝 土硫 酸 盐 侵 蚀 研 究
段 恩 朝 （ 西安 市建 设 工程 质量安 全监 督站 西安 ７ ０ ３） １ ０ ０
摘 要 ： 文根 据结 晶产物和破 坏形式 的不 同 阐述 了混凝土硫 酸盐侵蚀破 坏的 四种机 理 ， 本 分析 了影响影响混凝土硫 酸盐侵蚀 的内因（ 泥 水 品种 、 凝土 的密 实性和 配合 比） 混 和外 因（ 侵蚀 离子 浓度 ， 环境酸 度） 以及 几种常 用掺 合料 对混 凝土抗硫 酸 盐侵蚀性 能的 影响 ， ， 并给 出提 高混 凝 土抗 硫 酸 盐 侵 蚀 的建 议 ， 法 。 方 关键 词 ： 混凝土 硫酸 盐侵蚀 影响 因素 中图 分 类 号 ： Ｕ ２ Ｔ ５８ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ ２ ７ １ ２ １ ） ４ ａ－ ０ ０ １ ７ －３ ９ （ ０ ２ ０ （） ０ ７ － ２ ５ 自从 波 兰 特 水 泥 诞 生 之 日起 ， 凝 土 混 Ｎａ Ｓ ‘ ０ ２ Ｏ４ １ Ｈ ２ Ｏ＋Ｃａ ＯＨ）一 Ｃａ （ ２ ＳＯ４ 缝 ， ‘ 以及 本 身 所 含 有 的 可 反应 物 质的 量 ， 因 Ｏ Ｎ ＯＨ ＋８ Ｏ Ｈ２ 因取 材 方 便 、 格 低 廉 、 工 性 好 广 泛 用 于 ２Ｈ２ ＋２ ａ 价 施 此 混 凝 土 的 密 实 度与 其 抗 硫 酸 盐 侵 蚀能 力 各 类 工 程 中 ， 为 目前 工 程 界 用 量 最 大 的 成 ４ ａ Ａ１０ Ｏ ３ Ｃ Ｓ ４２ 密 切 相 关 。 凝 土 的 密 实度 越 高 ， 凝 土 内 Ｃ Ｏ’ １ Ｈ２ ＋ （ ａ Ｏ ‘ Ｈ２ ２３ ３ Ｏ） 混 混
Ｈ Ｏ＋２ ＮａＯＨ ＋８ ２ Ｈ Ｏ 坏 现 象 。 此 有 必 要 对 混 凝 土 硫 酸 盐 侵 蚀 ２ ２ 因 问题进行深 入的研究和探 讨。 １ ３ 和 ｓ 复合侵蚀 ． Ｍｇ Ｏ一
混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究
混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究研究背景硫酸盐侵蚀是混凝土建筑中常见的一种病害，严重影响混凝土的结构稳定性和使用寿命。
近年来，人们在混凝土结构的耐久性方面提出了许多新的要求，其中对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的要求越来越高。
因此，对于混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究变得越来越重要。
研究方法材料准备本试验选用国内常见的水泥、砂子、骨料等材料，按照一定的比例制备混凝土试块。
硫酸盐溶液的浓度为5%。
试验步骤1.制备混凝土试块混凝土试块的制备应按照现有的混凝土试验标准进行，制备好的混凝土试块应在养护期内达到一定的强度。
2.模拟硫酸盐侵蚀条件将制备好的混凝土试块分为两组，一组浸泡于硫酸盐溶液中，另一组作为对照组。
浸泡时间为28天，每7天更换一次硫酸盐溶液。
3.试验结果分析分别测试两组混凝土试块的抗压强度、吸水率和质量损失率，并进行数据比较、分析和处理。
试验结果抗压强度在28天的试验周期内，硫酸盐溶液中的混凝土试块的抗压强度损失较大，对照组的抗压强度也有所下降。
但是，在一定程度上硫酸盐侵蚀可以改善混凝土的耐久性。
吸水率硫酸盐溶液中的混凝土试块吸水率较高，而对照组的吸水率较低。
说明硫酸盐侵蚀会增加混凝土的毛细孔和裂隙，导致其吸水性能变差。
质量损失率在试验周期内，硫酸盐侵蚀会导致混凝土质量的不断下降，而对照组的质量损失率呈现较小幅度的下降趋势。
说明混凝土的质量受到硫酸盐侵蚀的影响。
结论硫酸盐侵蚀会对混凝土的结构稳定性和使用寿命产生负面的影响。
但是，适量的硫酸盐侵蚀可以增加混凝土的耐久性，提高其抗侵蚀性能。
因此，在混凝土结构设计和建造中需要充分考虑硫酸盐侵蚀因素。
硫酸盐腐蚀
2.实验目的：不少文献中提到，由于体积膨胀，将 引起混凝土内部产生应力，但对这种应力的还很 欠缺，该实验对膨胀内应力进行测定分析，进而 分析硫酸盐侵蚀如何是影响混凝土构件的抗力衰 减。
3.实验方法： A.试件的制作，试验数据的采集，分析； B.测定构件的混凝土实际强度；
1.硫酸盐侵蚀的基本原理
（2）水化硫铝酸钙的生成 当SO42-离子浓度较低时，与水泥中的高碱水化硫
铝酸钙反应生成体积膨胀的水化硫铝酸钙针状 结晶，反应可表示为：
当SO42-离子浓度较高时，会有石膏析晶出现。
2. 对结构抗力的影响
硫酸盐腐蚀拉强度时，就使混凝土产生 开裂、剥落等现象，从而使混凝土因强度 和粘结性能的丧失而发生破坏，使结构抗 力衰减。
➢孙家瑛等给出了混凝土试件在5%Na2SO4溶液中混凝土受硫酸 盐侵蚀后膨胀率随时间发展的测试结果。
谢谢聆听！
硫酸盐腐蚀
1
1.硫酸盐侵蚀的基本原理
硫酸盐对混凝土的侵蚀是一个非常复杂的物理化 学过程，其实质是环境说中的SO42-渗入到混凝 土中和水泥的水化产物发生反应，生成具有膨 胀性的侵蚀产物，从而在混凝土内部产生内应 力。
（1）石膏析晶型腐蚀 硫酸盐与混凝土中的Ca(OH)2反应生成不溶性
CaSO4，这种腐蚀的基本化学反应式为：
➢膨胀机理：混凝土体积的膨胀主要是由于环境介质中的液相物 质渗入混凝土中，与混凝土中的水化产物发生化学反应，在混凝 土内部产生了难溶而又体积膨胀的新物质。
➢Kelham系统地研究了不同水泥组分对水化硫铝酸钙生成引起混 凝土膨胀率的影响，在综合考虑水泥比表面积主要成分的基础上， 建立了预测混凝土构件在90摄氏度养护12h后混凝土膨胀率的计 算模型。
硫酸盐侵蚀
二、混凝土硫酸盐侵蚀影响因素
2、外因
2.1、侵蚀溶液中SO42-的浓度
SO42-浓度≤400ppm时，对混凝土不构成显著破坏 400—1200ppm时，为微弱性破坏 1200—2000ppm时，为中等程度破坏 2000—5000ppm时为极强烈破坏
二、混凝土硫酸盐侵蚀影响因素
2.2、侵蚀溶液中SO42-和Mg2+共存
混凝土水泥中水化物有C-S-H和Ca(OH)2； 生产水泥时需加入一定量石膏CaSO4，并在硫酸盐环境下，水泥中的Ca2+可能和 环境水中的SO42-反应生成CaSO4; 当水泥中的水化产物Ca(OH)2与潮湿空气接触生成CaCO3，或在水泥中加入一定 石灰石填料。这些条件加上充足的水会发生如下反应：
混凝土硫酸盐侵蚀的研究
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
二、混凝土硫酸盐侵蚀的影响因素
三、混凝土硫酸盐侵蚀的判定标准 四、防止或减轻混凝土硫酸盐侵蚀的 方法
硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性的一个重要内容，同时也 是影响因素最复杂，危害性最大的一种环境水侵蚀。土 壤、地下水、海水、腐烂的有机物以及工业废水中都含 有硫酸根离子，它们渗入混凝土内部并与水泥水化物发 生反应，产生膨胀、开裂、剥落等现象，从而使混凝土 的强度和粘性丧失。近年来，在公路、海港以及机场等 工程中都发现硫酸盐侵蚀的问题，严重的甚至导致混凝 土构筑物结构的破坏，使建筑物在没有达到其预期的设 计使用寿命就过早的发生破坏，造成人力的财力的极大 浪费。因此混凝土硫酸盐侵蚀问题越来越受到广大科研 工作者和工程技术人员的普遍重视。
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
破坏原因：
1、反应生成的钙矾石和石膏会引起混凝土体积膨胀，产生内应力。 2、C-S-H分解产生M-S-H，M-S-H粘结性差，强度低，导致混凝土强 度和粘结性降低。
硫酸盐对混凝土腐蚀机理及其过程
硫酸盐对混凝土腐蚀机理及其过程通过分析商品混凝土硫酸盐侵蚀反应类型，阐明了商品混凝土硫酸盐侵蚀机理；通过对商品混凝土组分、商品混凝土内部孔隙类型及其分布、侵蚀溶液及商品混凝土所处的工作环境的研究，探讨了影响商品混凝土硫酸盐侵蚀的因素，并在此基础上从降低商品混凝土组分与硫酸盐反应的活性和改善商品混凝土的孔隙结构等方面提出了提高商品混凝土抗硫酸侵蚀能力的思路和途径。
1．1内部和外部侵蚀2-4的来源看，商品混凝土的硫酸盐侵蚀可分为内部和外部侵蚀。
内部侵蚀是由于商品混凝土组分本身带有的硫酸盐引起的，而外部侵蚀是环境中的硫酸盐对商品混凝土的侵蚀。
外部侵蚀可分为两个过程：2-4由环境溶液进入商品混凝土孔隙中，这是一个扩散过程，其速率决定于商品混凝土的抗渗性。
2-4与其他物质的反应过程。
近年来，由于含硫酸盐外加剂及含硫酸盐集料的大量采用，内部硫酸盐侵蚀也成为研究热点。
与外部侵蚀相比，内部侵蚀的化学实质也是SO2-4与水泥石矿物的反应，但由于SO2-4来源不同，内部侵蚀又具有与外部侵蚀不同的特点，内部侵蚀中，母体内部的SO2-4从商品混凝土拌和时就已存在，不经过扩散即可与水泥石中的矿物发生侵蚀反应，而SO2-4的量随反应的进行而减少，因此侵蚀速率则随母体龄期增长而趋于降低。
2-4与水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙反应生成三硫型水化硫铝酸钙（钙矾石），固相体积增大94%，引起商品混凝土的膨胀、开裂、解体，这种破坏一般会在构件表面出现比较粗大的裂缝。
另一方面，钙矾石生长过程中的内应力也进一步加剧了膨胀。
这和液相的碱度密切相关，碱度低时，形成的钙矾石为大的板条状晶体，此类钙矾石一般不带来有害的膨胀，碱度高时如在纯硅酸盐水泥商品混凝土中形成的钙矾石为针状或片状，甚至呈凝胶状析出，形成极大的结晶应力，因此合理控制液相的碱度是减轻钙矾石危害性膨胀的有效途径之一。
2-4和Ca2+的浓度积大于或等于CaSO4的浓度积时才能有石膏结晶析出。
混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究
混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究论文导读：对掺入不同矿物混合料的混凝土进行了试验对比，并进行了抗压强度、抗折强度的测试，结果表明：与空白试件相比，140d复掺粉煤灰和矿渣的试件抗硫酸盐侵蚀能力强，同时随着时间的增加质量百分率变化的幅度不大。
各个浸泡龄期下，10%硫酸钠溶液中试件的质量变化率没有明显的规律，但掺粉煤灰的试件的变化趋势为早期逐渐增加，达到84d质量变化率增加最为明显。
关键词：硫酸钠侵蚀，矿物混合料，抗压强度，抗折强度，质量变化率0引言混凝土是各类建筑工程中使用量最大宗的一种建筑材料，其质量好坏直接关系到建筑工程项目质量的安全性、耐久性。
建筑工程实际寿命低于设计寿命的实例屡见不鲜[1]。
混凝土耐久性已经引起了各界的广泛关注。
其中硫酸盐侵蚀是破坏混凝土耐久性最严重的一种环境水侵蚀，目前国内外都在进行抗侵蚀方面的研究。
硕士论文。
由于混凝土耐久性不足造成的破坏而带来高额的维修费用已越来越引起国内外专家学者的注意[2]。
1试验方法与过程1.1原材料⑴水泥：冀东水泥P.O42.5级水泥。
⑵砂：采用江苏镇江市句容市赤山砂石厂Ⅱ区中砂，细度模数为2.8。
⑶矿渣：江苏靖江市矿渣。
⑷粉煤灰：采用南京聚力粉煤灰厂生产的Ⅱ级粉煤灰。
⑸拌合水：饮用水。
⑹无水硫酸钠（Na2SO4）：上海中试化工总公司分析纯试剂。
表1无水硫酸钠技术性质无水硫酸钠含量不少于PH不溶物烧失量氯化物磷酸盐钾钙97%5-80.005%0.2%0.001%0.001%0.01%0.002%1.2试验方法混凝土硫酸盐侵蚀破坏的标准是一直有争议的重要问题。
现在比较普遍采用的指标：表观物理性能、试件的长度变化、抗折强度等等。
本试验参照快速试验硫酸盐侵蚀的试验方法（GB2420-81）《水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法》[3]。
试验所采用的试件尺寸为：40mm40mm160mm。
保持水灰比（=0.50）一定，将试验用水泥、矿渣、粉煤灰等胶凝材料按照表2中的配合比进行模拟试验。
硫酸盐对混凝土的侵蚀破坏
硫酸盐对混凝土的侵蚀破坏前言混凝土的抗硫酸盐侵蚀性是混凝土耐久性研究领域中最重要的组成部分，也是目前我国混凝土工程所面临的最严峻的问题之一。
土壤或岩石裂隙水中往往含有一定的硫酸盐离子（以SO42-浓度计），SO42-浓度的高低，对混凝土侵蚀破坏的程度也有所不同。
SO42-浓度低，对混凝土侵蚀破坏的程度低，甚至不会使混凝土产生破坏；SO42-浓度愈高，对混凝土侵蚀破坏程度愈严重，如桥、涵、闸、隧洞及其他地下工程等。
它可使水泥水化物丧失胶结能力，严重时可使水泥混凝土呈酥状或糊状，直至混凝土建筑物遭受破坏。
本次实践的课题重点探讨由外部引起的侵蚀。
水泥混凝土受侵蚀破坏主要是水泥石的受侵蚀破坏。
在水泥侵蚀破坏诸多类型中，产生的侵蚀内因基本一致，但以外部侵蚀介质的硫酸盐，镁盐侵蚀最为严重。
所以，进行水泥混凝土的抗硫酸盐、镁盐侵蚀试验，对提高普通水泥混凝土的抗侵蚀研究具有代表性和普遍性。
1 准备知识及基本原理在讨论硫酸盐侵蚀破坏机理之前，先简要介绍一下硅酸盐水泥的水化过程。
1.1 硅酸盐水泥水化机理（1）水泥熟料的矿物组成：硅酸盐水泥熟料主要成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙（和铁铝酸四钙），主要水化产物有水化硅酸钙、水化硅酸钙凝胶（简称C-S-H凝胶）、氢氧化钙和水化铝酸钙等。
（2）水化产物硅酸三钙：2（3CaO·SiO2）＋6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O＋3Ca(OH)2硅酸二钙：2（2CaO·SiO2）＋4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O＋Ca(OH)2铝酸三钙：3CaO·Al2O3＋H2O=3CaO·Al2O3·6H2O3CaO·Al2O3·6H2O＋3（CaSO4·2H2O）＋19H2O =3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O铁铝酸四钙：4CaO·Al2O3·Fe2O3＋7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O＋CaO·Fe2O3·H2O水泥调水后，一方面C3S、C3A，C4AF等与水很快反应，另一方面石膏和熟料中含碱化合物亦迅速溶解，因此水泥的水化实际上是在含碱的氢氧化钙、石膏的饱和溶液中进行的。
硫酸盐侵蚀混凝土机理
硫酸盐侵蚀混凝土机理混凝土是一种常用的建筑材料，具有良好的耐久性和强度。
然而，在某些特定的环境条件下，混凝土却可能受到硫酸盐侵蚀导致损坏。
硫酸盐侵蚀是指硫酸盐溶液中的硫酸根离子对混凝土产生化学反应，导致混凝土的物理和化学性质发生变化，从而引起混凝土的破坏。
本文将从几个方面探讨硫酸盐侵蚀混凝土的机理。
硫酸盐侵蚀混凝土的机理与硫酸根离子对混凝土中的水化产物的破坏有关。
在水泥水化的过程中，硫酸盐会与水化产物中的钙离子发生反应，生成硫酸钙。
硫酸钙是一种不稳定的产物，容易溶解在水中。
当硫酸盐溶液浸泡混凝土时，硫酸根离子与水化产物中的钙离子反应，生成可溶性的硫酸钙，并且释放出氢离子。
这些溶解的物质会导致混凝土中的钙离子流失，进一步破坏混凝土的结构。
硫酸盐侵蚀混凝土的机理还与硫酸盐溶液中的酸碱性有关。
硫酸盐溶液的酸碱性可以通过pH值来表示。
当硫酸盐溶液的pH值低于7时，溶液呈酸性；当pH值高于7时，溶液呈碱性。
硫酸盐溶液的酸性会使混凝土中的水化产物发生溶解，而碱性则会使水化产物发生脱水反应。
因此，无论是酸性还是碱性的硫酸盐溶液都能对混凝土造成损害。
硫酸盐侵蚀混凝土的机理还与混凝土中的孔隙结构有关。
混凝土是一种多孔材料，其孔隙结构对其性能具有重要影响。
硫酸盐侵蚀会导致混凝土中的孔隙结构发生变化，使孔隙变得更大、更多。
这会导致混凝土的渗透性增加，使硫酸盐溶液更容易渗透到混凝土内部，加剧侵蚀的程度。
硫酸盐侵蚀混凝土的机理还与混凝土中的化学成分有关。
混凝土中的主要成分是水泥、骨料和水。
水泥中的三钙硅酸盐和硫酸盐是主要的反应物质，其含量和性质对硫酸盐侵蚀的程度起着重要作用。
骨料中的硅酸盐矿物也会与硫酸盐发生反应，进一步加剧侵蚀的程度。
此外，水中的离子含量和pH值也会对硫酸盐侵蚀产生影响。
硫酸盐侵蚀混凝土的机理涉及水化产物的破坏、酸碱性的影响、孔隙结构的变化和混凝土化学成分的作用。
了解硫酸盐侵蚀混凝土的机理对于预防和修复硫酸盐侵蚀损坏具有重要意义。
混凝土硫酸盐侵蚀过程及主要产物研究进展
ＭＳ＋ＣＨ —→ ＣＳＨ２＋ＭＨ
Ｈ２Ｏ
Ｃ－ Ｓ－ Ｈ＋ＭＳ —→ ＭＨ＋ＣＳＨ２＋Ｓ２Ｈ→Ｍ－ Ｓ－ Ｈ＋ＣＳＨ２ 氢氧化镁 ＭＨ 溶解性更小， 附加产物的沉淀同时又加 速了石膏的形成。
－ １９ －
２００６年第 ６ 期
混凝土与水泥制品
总第 １５２ 期
１．３ 水化硫铝酸钙类硫酸盐腐蚀 在不同的离子浓度和反应阶段中， 硫酸根离子和
关键词： 硫酸盐侵蚀； 破坏机理； 钙矾石 Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｎ ｓｕｌｆａｔｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｇｒｏｗｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｇｙｐｓｕｍ， ｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅ， ｔｈａｕｍａｓｉｔｅ， ｅｔｃ． ａｒｅ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｉｔ ｉｓ ａ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｓｕｌｆａｔｅ ａｔｔａｃｋ， ｓｏ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅｄｉａ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｐｈｙｓｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ， ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｏｍｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｌｆａｔｅ ａｔｔａｃｈ ｔｈａｔ ａｒｅ ａｖａｉｌａｂｌｅ ｆｏｒ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： Ｓｕｌｆａｔｅ ａｔｔａｃｋ； Ｆａｉｌｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ； Ｅｔｔｒｉｎｇｉｔｅ 中图分类号： ＴＵ５２８ 文献标识码： Ａ 文章编号： １０００－ ４６３７（ ２００６） ００－ １９－ ０４
硫酸盐侵蚀
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理 硅酸盐水泥水化过程:
硅酸二钙C2S
3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2
水泥熟料
硅酸三钙C3S H20 3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2
铝酸三钙C3A
3CaO·Al2O3·6H2O
铁铝酸四钙C4AF
3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O
★在水泥石内部形成二水石膏体积增大1.24倍，使水泥因应力 过大而破坏
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
根据浓度积规则，只有当SO42-和Ca2+浓度 大于等于CaSO4 浓度时才有石膏结晶析出。
显然SO42-浓度和毛细孔中石灰溶液浓度具 有重要意义。
SO42-浓度（毫克/升）
非
石膏结晶侵
常
蚀起主导作
MgSO4+Ca(OH)2+2H2O→CaS04•2H2O+Mg(OH)2
CSH+MgSO4+5H2O→Mg(OH)2+CaSO4•2H2O+2H2SiO4→ MSH+CaSO4 ·2H2O
4CaO•Al2O3•13H2O+3MgSO4+2Ca(OH)2→3CaO•Al2O3•3 CaSO4•32H2O+3Mg(OH)2
高
用
相
石膏结晶侵蚀 当
起从属作用
大
只有钙矾石生 成
1000
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
产生破坏原因：
在水泥石内部形成二水石膏体积增大1.24 倍，使水泥因应力 过大而破坏
破坏形态：事件没有粗大裂纹但遍体遗散。
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
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相应 不同， 尤其是钙矾石 的生长特性 和物理 力学性 能仍需要进一步的研究 。 针对硫 酸盐 侵蚀机 理 ， 实际工 程中采用的一些抗硫 酸
盐 侵 蚀 措 施 具 有 良好 的效 果 。 关 键词 ： 酸 盐 侵 蚀 ； 坏 机 理 ； 矾 石 硫 破 钙
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｅｅ ｏ ａｉｎ ｏ ｏ ｃ ｅｅ ｉ ｕｆｔ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｎ ｈ ｄ ａ ｃ ｓｏ ｅｅ ｒｈ ｏ ｒｗｉｇ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓｏ ｒ ｄ ｔ ｓｒ ｃ ： ｅｄ ｔｒ ｒｔ ｆｃ ｎ ｒｔ ｎ ｓｌａｅｅ ｖｒ ｎ ｎｓａ ｄ ｔｅ ａ ｖ ｎ ｅ ｆｒｓａ ｃ ｎ ｇｏ ｎ ｈ ｒｃｅｉｔ ｆｐ ｏ ｕｃｓ ｉ ｏ ｃ
１ 石膏腐 蚀 ． ２
在水泥 中加 入石膏可 以对 水泥起到 调凝 、控制干
缩和促进强度发 展的作用 ，但是 石膏 的量 必须合理控 制， 否则也会 引起 内部 侵蚀破坏 。
当混凝 土处 于硫 酸盐环境 中 ， 酸根离 子渗入混
石 、 膏 和氢氧 镁石１ 这 些 过程 都 会 降低 孔溶 液 ｐ 石 ２ １ ， Ｈ
酸钙（Ａ 反应可 以生成钙 矾石 （ｔｉｇ ｅ ； 酸钠 侵蚀 Ｃ） ｅ ｒ ｉ ）硫 ｔｎ ｔ 可 以生成钙矾石 和石膏 ；硫 酸镁 的侵蚀 可以形成钙矾
混凝土 中产生极 大的膨 胀应力 ， 使结 构开裂破坏 。 这其
中， 水泥石 的碱度也在 不断降低 ， 而引起水 化凝胶体 从 的脱钙分解［ 导致水泥石强度 逐渐丧失 。 ３ １ ，
值， 分解水泥 中 Ｃ Ｓ Ｈ凝 胶 ， —— 引起混凝 土性能劣化 ， 严
重的腐蚀将会使混 凝土膨胀开裂 、 钢筋锈 蚀 、 失去结构 强度 。 在抗硫酸盐侵蚀 的措施中 ， 根据硫酸盐侵蚀机理
通 常采用改善混凝 土孔隙结构和改变能 与硫酸盐反应
凝 土 中首先 与水泥 水化产 物 氢氧化 钙反应 生 成石膏 ：
张 磊 ， 鼎 宜 杨
（ 州 大学 建筑科 学 与工 程 学 院 ，２０ ９ 扬 ２５０）
摘 要 ：概 述 了在 硫 酸 盐环 境 中 混 凝 土 的 侵 蚀 破 坏 过 程 ， 以及 硫 酸 盐 类 主 要 侵 蚀 产 物包 括 石 膏 、钙 矾 石 （ ｔ、硅 灰 石 膏 ＡＦ） （ ￣Ｃ Ｈ． 等 生 长 特 性 的研 究 进 展 。硫 酸 盐 侵 蚀 是 一 个 比较 复 杂 的过 程 ， 同 的环 境 介 质 、 湿 条 件 等 引起 的侵 蚀 过 程 和 产 物 也 ＣＳ Ｓ ） 不 热
ＣＨ＋Ｓ ￣ ０４－ ＣＳ ＋ ０Ｈ一 Ｈ２ ２ 。
长期处 于硫 酸盐环境 中或 者当盐浓度很 高而水 泥
的水 泥成分 的活性 （ 如控 制 Ｃ 含量 ） 降低水灰 比等 、
措施 。 １ 硫 酸 盐 腐 蚀 机 理 及 主 要 产 物 特 性
硫酸盐侵蚀是混凝土 结构化 学侵蚀 中最广泛 的形 式 。 在沿海 和内陆盐湖地 区， 在含酸 性地下水 以及 含高 黏土土壤 的地 区中 ，混凝土结 构都易受 到 ｓ ？、 ｏ一 Ｃ一 ｌ 等化学 侵蚀 ，而硫 酸盐 侵蚀 是一 个 比较 复杂 的过 程， 包含 了许多次生过程Ｉ １ Ｉ 。一般认 为硫 酸钙和水化铝
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２ ０ 年 第 ６期 ０６
ｌ ２月
混 凝 土 与 水 泥 制 品
Ｃ ＮＡ Ｃ０ＮＣ Ｅ ＨＩ ＲＥ Ｉ ＡＮＤ ＇ ＣＥ ＭＥＮ Ｐ Ｔ Ｒ０ＤＵＣ Ｓ Ｔ
２０ ６ ０ ６Ｎ０
Ｄｅ ｅ ｃ ｍｂｅ ｒ
混凝 土硫 酸盐侵蚀 过程及 主要产 物研 究进展
中国分类号 ： ５ ６ ＴＵ ２
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ０ ４ ３ ２ ０ ） ０ １ － ４ １ ０ — ６ ７【０ ６ ０ － ９ ０
Ｏ 前 言
石膏等产物 的溶解度都 很小 ，而且结 合 了大量 的结 晶 水， 在上述反应前后 固相体积可增加 ２倍 以上 ， 从而在
ｓ ｈ ａ ｙ ｓ ｍ，ｅ ｔ ｎ ｉｅ ｈ ｕ ｓｔ ，ｅｃ ｌ ｅ ｅ ａ ｌ ｕ ｕｃ ｓ ｇ ｐ ｕ ｔｒ ｇ ｔ ，ｔ ａ ｍａ ｉｅ ｔ ．ａ ｅ ｇ ｎ ｒ ｌ ｓ ｍｍａ ｚ ｄ．Ｉ ｉ ｒ ｏ ｌｃ ｔｄ ｐｒ ｃ ｓ ｏ ｕ ｆ ｔ ｔａ ｋ Ｏ ｔ ｅ ｅ ａ ｅ ｉ ｙ ｉ ｒｅ ｔ ｓ ａ ｍ０ ｅ ｃ ｍｐ ｉ ａ ｅ ｏ ｅ ｓ ｆ ｒ ｓ ｌ ｅ ａ ｔ ｃ ，Ｓ ｈ ｒ ｒ ａ
ｄ ｆ ｒｎ ｒｃ ｓ ｎ ｒｄ ｃｓｉ ｉ ｅｅ ｔｍｅ ｉ ｎ ｕｍｉｉｙｃ ｎ ｉｉｎｓ Ｅｓ ｅ ｉｌｙ ｉ ｉ ｎ ｃ ｓａｙ ｔ ｕ ｔｅ ｔｄ ｎ ｔｅ ｅｔ ｎ ｉｅ ｉ ｅｅ ｔｐｏ ｅｓａ ｄ ｐ ｕ ｔ ｎ ｄｆ ｒｎ ｄａａ ｄ ｈ ｄ ｔ ｏ ｄ ｔ ． ｏ ｆ ｏ ｐ ｃａｌ。 ｔ ｓ ｅｅ ｓ ｒ ｏｆ ｒｈ ｒｓｕ ｙ ｏ ｈ ｔｒ ｇｔ ｉ
ｔａ ａ ｖｉ ｂ ｒ ｒｃｃ ｏ ｃ ｔ ｐ ｊ ｔ ｈ ｔ ｒ ａａ ａ ｌ ｆ ａｔ ａ ｃ ｎｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｐ ｉ ｏ ｌ ｅ ｏｃ ．
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ： ｕｆｔ ｔａ ｋ ａｌｒ ｃ ｎｓ ｙ ｒ ｓ Ｓ ｌａｅａｔｃ ；Ｆ ｉ ｅｍｅ ｈａ ｉｍ；Ｅ ｔ ｎ ｉｅ ｕ ｔｒ ｇｔ ｌ