硫酸盐对混凝土腐蚀机理及其过程

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混凝土硫酸盐侵蚀机理及影响因素

混凝土硫酸盐侵蚀机理及影响因素
水胶比影响水泥浆体的致密程度 ,水胶比越低 , 水泥浆体越致密 ,渗透性越低 。文献 [ 11 ]表明水灰比
小于 0. 45、C3 S含量低于 8%的混凝土是相对安全 的 。文献 [ 12 ]认为 ,在硫酸钠环境下 ,水胶比低 ,有利 于抗侵蚀 。如水灰比 0. 5 和 0. 35, 浸泡时间为一 年 ,强度减少分别为 39%和 26%。但在硫酸镁环境 下 ,水胶比低 ,似乎加重了硫酸盐侵蚀 ,如水灰比 0. 5和 0. 35,强度减少分别为 62%和 81%。对于掺有 活性掺合料的水泥也得到类似的结果 。 2. 2 外部因素 2. 2. 1 硫酸根离子浓度
钙矾石的生成被认为是体积增加了 2. 5 倍 ,导 致膨胀应力的产生 ,而使混凝土开裂破坏 ,混凝土的 开裂又使硫酸根离子更容易渗透到混凝土内部 ,产 生恶性循环 。但对钙矾石的膨胀机理至今仍未清 楚 ,有人认为钙矾石的结晶压力导致了膨胀压力 ;也 有人认为是由于结晶差的钙矾石在碱性环境下吸水 膨胀导致了膨胀压力 [ 5 ] 。钙矾石生成的速度与铝 酸根的来源有很大的关系 ,在很多情况下 ,钙矾石形 成的速度由含铝相的溶解速度所决定 [ 6 ] 。钙矾石 形成的量与膨胀之间的关系还没有得到一个很好的 相关性 [ 4 ] 。 1. 4 C2S2H 和碳硫硅钙石 (CaSiO3 ·CaSO4 ·CaSO3 ·15H2 O )
硬化混凝土在硫酸盐溶液中石膏的形成可由化 学方程式 ( 1)和 ( 2)表示 。有观点认为石膏的形成 引起膨胀 ,体积变为原来的 1. 2倍 ,使混凝土受到膨 胀压力的作用 。为研究石膏的形成是否产生膨胀 , 必须排除钙矾石的影响 。B ingTian[ 1 ]用 5%硫酸盐 溶液浸泡 C3 S表明 ,浸泡有 4周的潜伏期 ,潜伏期一 过 , C3 S便以较大的速率膨胀 ,浸泡至 230 天 ,膨胀 达到 1. 05%。M anusanthanam[ 2 ]的试验结果同样表 明 ,在 4. 44%硫酸钠中浸泡 C3 S存在潜伏期 , 32 周 前膨胀很小 , 32周后开始膨胀 ,浸泡至 41周膨胀为 0. 22%。也有观点认为石膏的形成并不引起膨胀 , Hansen[ 3 ]认为氢氧化钙和硫酸根离子由通过 - 溶液 机理在毛细孔中形成固态石膏 ,不可能占有比孔隙 体积和溶解并参加反应的固态氢氧化钙体积之和更 大的体积 , M ather[ 1 ] 支持 Hansen 的观点 ,他认为石 膏是硫酸根离子和钙离子由通过 - 溶液机理生成 。 普遍都认为石膏的形成导致混凝土刚度 、强度的降

盐渍土环境混凝土基础抗腐蚀措施

盐渍土环境混凝土基础抗腐蚀措施

盐渍土环境混凝土基础抗腐蚀措施发表时间:2018-03-21T13:59:23.513Z 来源:《防护工程》2017年第33期作者:成佃虎[导读] 盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的统称。

摘要:通过对盐渍土地区混凝土腐蚀的机理分析, 指出了西部盐渍区富含的硫酸盐是造成混凝土物耐久性差的主要原因; 并详细阐述了国内外关于混凝土硫酸盐侵蚀影响因素的现状研究。

简要介绍了盐渍土环境中钢筋混凝土结构腐蚀失效原理,并综述了国内外近年来对盐渍土钢筋混凝土腐蚀机理研究的相关情况。

关键词:盐渍土;混凝土;抗腐蚀一、引言盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的统称。

碱土含有较多量的交换性钠,又称钠质土,盐土是指土壤中易溶盐的含量达到0.5%以上的土类。

盐渍土广泛分布在我国东部沿海及西北盐湖地区,这类土壤中含有较高浓度的氯离子,以及一定量的硫酸根离子、镁离子等侵蚀性物种,因此对钢筋混凝土结构物常构成比较严重的腐蚀。

盐渍土地区的建筑物常常在远未到达设计寿命时就会出现表层混凝土粉化脱落及钢筋锈蚀等现象,给人们的生产生活造成巨大的损失。

盐渍土环境下多种侵蚀性介质对钢筋混凝土的腐蚀问题一直是广泛关注的热点之一,人们围绕混凝土损伤失效以及钢筋锈蚀过程展开了一系列的研究。

二、盐渍土对混凝土的腐蚀原因盐渍土含盐量及含盐种类有很大差别, 其腐蚀性也有差异。

氯盐主要腐蚀混凝土中的钢筋从而引起结构破坏; 硫酸盐主要是通过物理、化学作用破坏水泥水化产物, 使混凝土分化、脱落和丧失强度。

1 硫酸盐的化学腐蚀机理实际上硫酸盐侵蚀是一个比较复杂的过程。

硫酸盐侵蚀引起的危害性包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解。

不同的Ca、N a、K、M g 和Fe 的阳离子会产生不同的侵蚀机理和破坏原因, 如硫酸钠和硫酸镁的侵蚀机理就截然不同。

1) 硫酸钠侵蚀首先是Na2SO4和水泥水化产物Ca(OH)2的反应, 生成的石膏(CaSO 4·2H2O ) , 再与单硫型硫铝酸钙和含铝的胶体反应生成次生的钙矾石, 由于钙矾石具有膨胀性, 所以钙矾石膨胀破坏的特点是混凝土试件表面出现少数较粗大的裂缝。

公路工程水水泥抗硫酸盐试验检测技术

公路工程水水泥抗硫酸盐试验检测技术

公路工程水水泥抗硫酸盐试验检测技术摘要:在建筑工程中,水泥混凝土是其重要组成部分,其性能直接关系到建筑物的安全与稳定。

硫酸盐腐蚀是影响水泥混凝土安全运行的重要危险因子。

因此,在现有的研究基础上,需要结合有关实验方法和实验资料,采取行之有效的技术措施,改进和提高水泥混凝土的性能。

关键词:公路工程;水泥混凝土;抗硫酸盐引言硫酸盐腐蚀是影响建筑物安全和质量的重要因素,因此,如何有效地处理硫酸盐腐蚀已成为目前建设中的一个重要课题。

通过水泥混凝土的耐硫酸盐腐蚀实验,探讨了硫酸根对混凝土腐蚀的影响。

提高水泥的耐硫酸盐腐蚀能力,使其在建筑施工中得到更好的应用,从而保证结构的稳定。

一、硫酸盐侵蚀水泥混凝土的基本原理(一)钙矾石结晶钙矾石晶体腐蚀是一种常见的腐蚀形式,它对混凝土结构的损伤很大。

硫酸盐与水泥混凝土中的 Ca (OH)2反应,得到硫酸钙(CaSO4·2H2O);水化作用下,水泥混凝土中的铝酸钙与硫酸钙发生反应,从而得到了高硫酸盐水化硫铝酸钙。

硫酸盐腐蚀会在混凝土结构的内部空隙中产生钙矾石,而钙矾石则会使水泥混凝土产生固体体积膨胀,从而导致混凝土裂缝,破坏混凝土的内部结构。

一般而言,硫酸盐的浸蚀强度是由钙矾石的结晶扩展量决定的。

此外,随着硫酸盐酸度的升高,钙矾石的结晶性腐蚀也会加剧。

(二)石膏结晶在硫酸盐浸渍作用下,当SO4浓度达到一定程度时,会出现钙矾石和石膏晶体,在形成石膏晶体时,使原有的固相结构发生变化,导致水泥混凝土的内部结构受到破坏。

(三)物理侵蚀由于硫酸盐的浓度太高,会导致水泥混凝土的结晶析出,形成结晶,在水泥混凝土的孔隙中会发生膨胀,并在一定程度上形成结晶压力,如果结晶的压力超过了抗拉强度,那么就会导致混凝土的内部结构受到损伤。

因此,要想提高水泥混凝土的抗硫化能力,就必须按照硫酸盐腐蚀的基本理论,进行有针对性的实验,从而了解硫酸盐腐蚀的反应机制,从而判断和分析水泥混凝土的抗硫化能力。

硫酸盐对混凝土腐蚀机理研究

硫酸盐对混凝土腐蚀机理研究
素, 主要 包括 水 泥 用 量 0 水灰 比 泥品 种 、 掺料 和 环 境 温 度 和 湿度 等 。 水 外 j . . 。
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 ,

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。

硫酸钠和硫酸镁溶液中混凝土腐蚀破坏的机理

硫酸钠和硫酸镁溶液中混凝土腐蚀破坏的机理

硅酸盐学报· 504 ·2007年硫酸钠和硫酸镁溶液中混凝土腐蚀破坏的机理梁咏宁1,袁迎曙2(1. 哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨 150009;2. 中国矿业大学建筑工程学院,江苏徐州 221008)摘要:通过干湿循环的实验室加速腐蚀,探索混凝土在硫酸钠或硫酸镁溶液中的腐蚀破坏机理。

测试了腐蚀破坏过程中混凝土的抗压强度、抗折强度、超声波在混凝土中的传播速度以及饱和面干吸水率,同时还分析了不同腐蚀阶段水化产物的微观结构。

结果表明:混凝土的硫酸盐腐蚀破坏是一个复杂的物理化学过程,不同种类的硫酸盐溶液中混凝土的破坏机理不尽相同。

在腐蚀后期硫酸钠溶液中混凝土各性能指标的变化幅度比在硫酸镁溶液中的大,这是经过一段时间的干湿循环之后化学侵蚀与物理作用即盐的结晶相互作用的结果。

关键词:混凝土;硫酸钠;硫酸镁;腐蚀;强度;微观结构中图分类号:TU528.01 文献标识码:A 文章编号:0454–5648(2007)04–0504–05MECHANISM OF CONCRETE DESTRUCTION UNDER SODIUM SULFATE ANDMAGNESIUM SULFATE SOLUTIONLIANG Yongning1,YUAN Yingshu2(1. School of Civil Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150009; 2. School of Civil Engineeringand Architecture, China University of Mine & Technology, Xuzhou 221008, Jiangsu, China)Abstract: Based on accelerated deterioration experiment techniques,the mechanism of concrete destruction under sodium sulfate and magnesium sulfate solution was studied. The compressive strength and the bending strength, the ultrasonic velocity passing through the concrete and the water absorption of the dry saturation surface were detected, also, the microstructures of concrete at different corrosion degree were studied. The results show that the destruction mechanism in different sulfate solutions are in different types. The change range of index of concrete in sodium sulfate solution is more than that in magnesium sulfate solution at the late stage of the attack process due to the interaction of chemical attack and physical action after a period of dry-wet cycle.Key words: concrete; sodium sulfate; magnesium sulfate; attack; strength; microstructure混凝土耐久性劣化的表现形式主要有混凝土冻融、混凝土遭受侵蚀性化学物质的腐蚀、混凝土碳化、混凝土中的碱集料反应、淡水溶蚀等。

混凝土中添加硫酸盐的新方法

混凝土中添加硫酸盐的新方法

混凝土中添加硫酸盐的新方法混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等基础设施工程中的材料。

但是,混凝土在长时间的使用过程中,会因为受到各种环境因素的影响而逐渐老化和损坏。

为了使混凝土更加耐久和抗风化,科学家们经过不断的研究发现,向混凝土中添加硫酸盐是一种有效的方法。

本文将详细介绍混凝土中添加硫酸盐的新方法。

一、硫酸盐在混凝土中的作用硫酸盐是一种化学物质,可以与混凝土中的钙离子(Ca2+)反应,形成硬度更高的钙硫化物(CaSO4)。

这种反应会使混凝土中的微孔减少,从而提高混凝土的密度和抗渗性。

同时,硫酸盐还可以与混凝土中的氢氧化铝反应,形成氢氧化铝硫酸盐(Al(OH)3·SO4·nH2O),这种物质可以填充混凝土中的孔隙,提高混凝土的强度和耐久性。

二、新方法的步骤1.选择适宜的硫酸盐混凝土中添加的硫酸盐种类较多,主要有硫酸钙、硫酸铝、硫酸铜等。

在选择硫酸盐时,应根据混凝土的用途、环境要求以及硫酸盐的价格等因素进行综合考虑。

一般来说,硫酸钙是一种性价比较高的硫酸盐,可以满足大多数混凝土工程的要求。

2.确定添加量添加量是影响混凝土性能的关键因素之一。

过量的硫酸盐会对混凝土产生负面影响,如降低混凝土的强度和耐久性。

因此,在确定添加量时,应根据混凝土的种类、强度等级和工程环境等因素进行综合考虑。

一般来说,硫酸钙的添加量应在混凝土总重量的1%~5%之间。

3.制备混凝土制备混凝土时,应按照常规方法进行,注意控制水灰比和混凝土的坍落度,以保证混凝土的均匀性和质量。

4.添加硫酸盐在混凝土搅拌过程中,将硫酸盐逐步加入混凝土中,并不断搅拌,以保证硫酸盐能够均匀分散在混凝土中。

5.养护混凝土混凝土养护是确保混凝土性能稳定的关键。

硫酸盐添加后的混凝土需要进行特殊的养护措施,以保证硫酸盐能够完全反应。

一般来说,应在混凝土浇筑后的24小时内进行覆盖养护,并保持充足的湿度。

在硫酸盐反应完全后,应进行常规的养护措施。

抗硫酸盐腐蚀型混凝土

抗硫酸盐腐蚀型混凝土

混凝土抗硫酸盐侵蚀研究作者摘要:本文介绍了混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理和分类以及混凝土硫酸盐侵蚀的影响因素。

主要综合说明了5种判断硫酸盐侵蚀混凝土的检验方法:快速法;膨胀法;干湿循环法I;干湿循环法II;氯离子渗透试验。

提出了4种改善方法:合理选择水泥及掺合料品种;提高混凝土密实性;采用高压蒸汽养护;增设必要的保护层。

Summary:This paper introduces the mechanism and classification of erosion of concrete sulfate and influence factors of concrete sulfate attack.5 methods for the inspection of sulfate attack concrete are described:Express method;Plavini;dry wet cycling method I;Dry wet cycling method II;Chloride ion penetration test.4 improvement methods are proposed:Reasonable selection of varieties of cement and admixture;Improve the density of concrete;High pressure steam curing;Add the necessary protective layer.关键词:硫酸盐侵蚀混凝土改善方法影响因素Key word: Sulfate attack Concrete Improvement method Influential factors一、研究背景自混凝土产生以来,就以其原材料来源广泛、强度高、可塑性好、成本低等优点被普遍应用在房建工程、桥梁工程、还有水利及其它工程中,随着社会的发展和科学技术的进步,环境污染也成为了人类面临的一大重要问题,在空气和水中都产生了大量的腐蚀性的物质,给混凝土结构的使用寿命带来了严峻的考验。

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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。

有些专家认为当侵蚀溶液中SO2-4的浓度在1000mg/L以下时,只有钙矾石结晶形成,当SO2-4浓度逐渐提高时,开始平等地发生钙矾石-石膏复合结晶,在SO2-4浓度非常高时,石膏结晶侵蚀才起主导作用。

但事实上,若商品混凝土处于干湿交替状态,即使环境溶液中SO2-4浓度不高,也往往会因为水分的蒸发而使侵蚀溶液浓缩,石膏结晶侵蚀有可能成为主要因素。

我国八盘峡水电站和刘家峡水电站等工程的硫酸盐侵蚀破坏都具有此特点。

4作用下的化学反应。

MgSO4是硫酸盐中侵蚀性最大的一种,其原因主要是Mg2+和SO2-4均为侵蚀源,二者相互叠加,构成严重的复合侵蚀。

反应主要有以下几种:
2.1商品混凝土本身性质
3A的含量则是决定性因素,实验证明商品混凝土膨胀随水泥中C3A含量的增加而明显增长,如图1所示。

3A含量高,且C3S含量亦高时则商品混凝土的抗硫酸盐侵蚀性更差,这是因为C3S水化生成大量的CH。

不过若C3A含量不超过10%时,C3S的影响并不显著。

从水泥本身化学成分方面改善商品混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究已进行得比较多,研制开发出了各种抗硫酸盐水泥。

2.2.1侵蚀离子浓度
2-4浓度越大则侵蚀速率越大,不过不是线性关系。

环境对商品混凝土的侵蚀程度可根据硫酸盐溶液的浓度加以分级,如表1如示。

2+的存在也会加重SO2-4对商品混凝土的侵蚀作用,但如果溶液中SO2-4浓度很低,而Mg2+的浓度很高的话,则镁盐侵蚀滞缓甚至完全停止,这是因为Mg(OH)2的溶解度很低,随
反应的进行,它将淤塞于水泥石的孔隙显著地阻止Mg2+向水泥石内部扩散。

-的存在将显著地缓解硫酸盐侵蚀破坏的程度和速度,这是由于Cl-的渗透速度大于SO2-4,可以先行渗入较深层的商品混凝土中,在CH的作用下与水化铝酸钙反应生成单氯铝酸钙和三氯铝酸钙,从而减少了硫铝酸钙的生成。

2和水化铝酸钙溶解,钙矾石析出;当pH=11.6~10.6时,二水石膏析出,pH低于10.6时钙矾石不再稳定而开始分解。

与此同时,当pH 小于12.5时,C-S-H凝胶将发生溶解再结晶,其钙硅比逐渐下降,由pH值为12.5时的2.12下降到pH为8.8时的0.5,水化产物的溶解─过饱和─再结晶过程不断进行,引起商品混凝土的孔隙率、弹性模量、强度和粘结力的变化。

他们认为,对pH值小于8.8的酸雨和城市污水,即使掺用超塑化剂和活性掺合料也难以避免商品混凝土遭受侵蚀。

3A含量也高时,会导致更快的破坏速率。

C.S.Ouyang等人的实验证实了这一点,见图2。

从水灰比来看,降低水灰比可以改善商品混凝土的抗硫酸盐侵蚀性,这一点在内部侵蚀和外部侵蚀中是一致的,但是,水灰比对外部侵蚀的影响更为突出。

外部侵蚀中,SO2-4须先渗透到商品混凝土中,侵蚀过程才能发生,因此,降低水灰比,从而减少商品混凝土孔隙率,增强其抗渗性,可有效地阻碍SO2-4渗透,提高商品混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。

2-4的侵蚀能力。

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