2012122365950浅析混凝土硫酸盐侵蚀
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。
混凝土抗硫酸盐腐蚀机理与防治策略探究
混凝土抗硫酸盐腐蚀机理与防治策略探究1、硫酸盐侵蚀混凝土劣化机理当环境中的硫酸盐离子进入水泥石内部以后，会与水泥石中的一些固相发生化学反应，生成一些难溶物引起的。
这些难溶物一般强度很低，并且在生成时会产生体积膨胀，引起混凝土的开裂、剥落和解体，此外还会使水泥石中的CH和C-S-H等组分溶出或分解，使混凝土失去强度和粘结力。
混凝土硫酸盐侵蚀主要有以下几种[1][2]。
1.1钙矾石膨胀破坏环境中的SO42-会与水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙（钙矾石，3CaO·Al2O3·CaSO4·32H2O）。
钙矾石是一种溶解度非常低的盐类矿物，即使在石灰浓度很低的溶液中也能稳定存在。
钙矾石晶体会结合大量的水分子，其体积比水化铝酸钙增加了2.2倍。
并且钙矾石在析出时会形成及其微细的针状或片状晶体，在水泥石中产生很大的内应力，引起混凝土结构破坏。
1.2石膏膨胀破坏当SO42- 大于1000mg/L时，同时水泥石的毛细孔被饱和石灰溶液填充的情况下，会有石膏晶体析出：Ca（OH）2+2H2O→CaSO4·2H2O+2OH-生成的CaSO4·2H2O体积增大1.24倍，导致混凝土内部膨胀应力增加而破坏；同时消耗了水泥水化生成的CH，使胶凝物质分解失去强度。
若水泥处于干湿交替状态，即使SO42-浓度不高，也往往会因为水分蒸发而使侵蚀溶液浓缩，石膏结晶侵蚀成为主导因素。
1.3MgSO4溶蚀-结晶破坏MgSO4破坏是最严重的一种，即使掺硅灰的混凝土也难以抵抗MgSO4的侵蚀。
因Mg2+与SO42-均为侵蚀源，二者相互叠加，构成严重的复合侵蚀。
除石膏或钙矾石的膨胀破坏外，还会使氢氧化钙转化为氢氧化镁，降低碱度，破坏C-S-H水化产物稳定存在的条件，使C-S-H分解，造成水泥基材强度与粘结性损失。
1.4碳硫硅钙石溶液-结晶型破坏在硫酸盐腐蚀过程中还会产生碳硫硅钙石（CaSO3·SCaSO4·CaSiO4·15H2O），其生成途径有两种，一是C-S-H与硫酸碳酸盐直接反应生成，二是由钙矾石过度相逐渐转变而成[3]。
混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法
混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法标题：混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法引言：混凝土是现代建筑中广泛使用的重要建材之一，但在某些情况下，混凝土表面会遭受到硫酸盐的侵蚀，导致结构衰败和损害。
本文将深入探讨混凝土中硫酸盐侵蚀的原理，以及一些有效的防治方法。
一、硫酸盐侵蚀的原理1. 混凝土中的硫酸盐来源1.1 大气中的硫化物：例如来自大气污染物的二氧化硫，会在空气中与水反应生成硫酸根离子。
1.2 地下水和土壤中的硫酸盐：地下水和土壤中的硫酸盐通常来自含有硫酸盐的酸性岩石，或者是由人为原因引起的，如污水渗入土壤或含硫污染物的倾倒。
2. 硫酸盐对混凝土的侵蚀作用2.1 硫酸盐与水反应：硫酸盐在混凝土中与水反应生成硫酸，使混凝土中pH值下降，同时释放出大量的氢离子。
2.2 硫酸离子的腐蚀作用：硫酸离子对混凝土中的水化产物、钙铝硅酸盐胶凝材料和钢筋等产生腐蚀作用，导致混凝土的体积膨胀、强度降低，进而引发开裂、剥落和结构损坏。
二、混凝土中硫酸盐侵蚀的分类为了更好地认识混凝土中硫酸盐侵蚀的特点和严重程度，我们将其分为三个等级：1. 轻度硫酸盐侵蚀：混凝土表面出现轻微腐蚀现象，无明显损害。
2. 中度硫酸盐侵蚀：混凝土表面出现腐蚀现象，开裂和表面剥落明显，并且强度降低。
3. 重度硫酸盐侵蚀：混凝土表面严重腐蚀，大面积剥落和破坏，失去正常的结构强度。
三、混凝土中硫酸盐侵蚀的防治方法1. 选用合适的混凝土配方：在混凝土原材料中添加硫酸盐抑制剂，合理调整水灰比和骨料的优选，以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 表面保护措施：2.1 表面涂层：使用耐酸碱的涂层材料，如环氧树脂、聚氨酯等，形成一层防护膜，防止硫酸盐的进一步侵蚀。
2.2 防水材料：混凝土表面涂覆防水材料，减少水的渗透，以降低硫酸盐的侵蚀。
3. 抗渗措施：3.1 高性能混凝土：采用高抗渗混凝土，减少水分渗透，降低硫酸盐的侵蚀。
3.2 改善混凝土工艺：优化混凝土制作和施工工艺，减少混凝土产生裂缝的可能性，避免硫酸盐通过裂缝侵蚀混凝土。
硫酸盐侵蚀混凝土的困惑之处
硫酸盐侵蚀混凝土的困惑之处摘要：外部硫酸盐侵蚀仍然没有被完全理解。
部分一定义出相关问题，指出在仅仅硫酸盐和水化的水泥浆体发生化学反应以及混凝土破坏或性能衰退之间的不同见解和差异；只有后者能代表硫酸盐侵蚀。
进一步来说，硫酸盐侵蚀被定义为一种和硫酸根例子有关的衰退反应；假如这个反应是物理性质的，那么发生的是物理性的硫酸盐侵蚀。
关于这两种硫酸盐侵蚀的讨论导致推举出一个区别性的名词术语。
硫酸盐侵蚀对服役中的混凝土结构不是很广泛，实验室研究量视乎不成比例的大。
不同硫酸盐（硫酸钠、硫酸钙和硫酸镁）侵蚀的机理被讨论，包括局部化学反应和通过溶液的反应。
讨论了硫酸镁反应的具体方面，指出了实验条件下和暴露在外界坏境下的不同。
部分二讨论了硫酸盐侵蚀的进程和表现形式。
接下来是一个关于抵制硫酸盐侵蚀的讨论。
其中一个措施是使用V型水泥，这个主题被大量讨论。
同样地，还考虑到水灰比对硫酸盐侵蚀的影响。
这两个因素不是于其它一个独立的。
此外，在硫酸盐中的阳离子对V型水泥的效率有明显影响。
最近垦务局长期的和加速的测试的解释被评估，这意味着他们需要返工。
部分三回顾了结构暴露在硫酸盐下严重程度分类的标准和指南，指出对于丰富的暴露条件的分类缺少了准绳。
一个特殊的问题是土壤的分类，因为很多取决于土壤中硫酸盐的溢出率：这需要一个可行的标准。
讨论了土壤样品，这涉及到解释丰富多样的硫酸盐。
与基础有土壤连接的混乱的排水系统和伴随化肥使用的过度的灌溉的后果在这里被描述。
由于在混凝土中发生的时间，硫酸盐侵蚀是否发生可由抗压强度的改变确定。
由于分层损坏，抛弃这个方法和信任混凝土抗拉强度的判别作用都是错误的。
扫描电镜不应该是主要的，当然也不是第一的判别硫酸盐侵蚀是否发生的方法。
在未来数学模型是很有帮助的，但是在目前它还不能为结构中的混凝土的硫酸盐抵制提供指导。
考虑到未来的改善，部分四提出结论和对这个情形做出展望。
附录A包含了由各种法典和指南给出的在硫酸盐中暴露程度的分类。
混凝土结构硫酸盐腐蚀研究综述
0 引言
混凝土是世界上应用最广的人造产品。 然而， 混凝土材料在 施工建造过程以及外界条件等因素作用影响下， 混 微观结构 、 凝土结构耐久性失效已成为人们日益关注的焦点。 实践经验表 明： 引起混凝土结构耐久性失效的主因按重要性由高到低依次 暴露于冻-融循环、 碱-硅反应和硫酸盐腐蚀[1]。 为钢筋锈蚀、 2003 年出版的 《中国腐蚀调查报告》 一书表明： 我国年腐蚀 损失约为 5 000 亿元， 其中建筑腐蚀调查显示， 华东、 华南 27 座 引桥腐蚀破坏占 74%， 22 座水闸在使用 7~25 年内， 腐蚀 海港、 破坏达 56%， 青海某盐厂由于厂房严重腐蚀， 使用仅 6 年后便 停产， 经济损失达 1 亿元[2]。 硫酸盐引起混凝土结构腐蚀常会导 。 致混凝土结构 （构件 ） 表面开裂、 粉化以及局部剥蚀 （见图 1、 2 ） 历 史上硫酸盐侵蚀破坏最早、 最大型的工程实例是 1890 年德国的 ） Elbe 河上的 Stern 桥， 该桥由于在施工 梅克德博格 （Magdeburg 中打通了一个硫酸根离子含量高达 2 000 mg/L 的泉水， 桥梁建 成不到两年， 由于硫酸盐腐蚀桥墩膨胀升高 80 mm， 桥梁开始 破坏， 最终导致拆除重建。
1.3 水中的硫酸盐腐蚀
水中的硫酸盐腐蚀主要是海水、 内陆湖水等直接与混凝土 相接触的含硫酸盐水对结构的腐蚀。 海水中存在着大量可对混
凝土结构产生严重腐蚀的 Cl-和 SO2 由于水中 Cl-和 SO2 4 。 4 平均
2.4 硫酸镁溶蚀-结晶型[5- 6]
MgSO4 溶液不同于其侵蚀性硫酸盐溶液， 主要在于 Mg2+ 和 SO 都为侵蚀源。 当 MgSO4 溶液侵入混凝土结构内部后可与水
2012 年 第 1 期（ 总 第 267 期 ） Number 1 in 2012 （Total No.267 ）
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。
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。
混凝土硫酸盐侵蚀原理
混凝土硫酸盐侵蚀原理一、前言混凝土作为建筑材料在建筑工程中得到了广泛的应用，但是混凝土在使用过程中会遭受到各种各样的侵蚀，其中硫酸盐侵蚀是混凝土侵蚀的一种主要形式。
硫酸盐侵蚀会导致混凝土的强度下降，甚至会导致混凝土的破坏，因此深入研究混凝土硫酸盐侵蚀的原理对于保证混凝土的使用寿命和建筑工程的质量安全具有重要意义。
二、混凝土硫酸盐侵蚀的概述混凝土硫酸盐侵蚀是指硫酸盐在混凝土中的化学反应，这种反应会导致混凝土的强度下降，甚至会导致混凝土的破坏。
硫酸盐侵蚀是混凝土侵蚀的一种主要形式，主要是由于建筑物周围的地下水和土壤中含有大量的硫酸盐。
硫酸盐侵蚀会导致混凝土中的水泥胶破坏，从而影响混凝土的强度和稳定性。
三、硫酸盐侵蚀的类型硫酸盐侵蚀主要分为化学侵蚀和物理侵蚀两种类型。
其中，化学侵蚀是指硫酸盐与混凝土中的水泥胶发生化学反应，从而导致混凝土中的水泥胶遭受破坏。
而物理侵蚀主要是指硫酸盐在混凝土中的结晶会导致混凝土的膨胀，从而导致混凝土的破坏。
四、硫酸盐侵蚀的机理硫酸盐侵蚀的机理比较复杂，主要包括以下几个方面：1、硫酸盐与水泥胶的反应硫酸盐与水泥胶发生反应时，硫酸盐中的SO42-离子会与水泥胶中的Ca2+离子结合，形成硫酸钙沉淀。
这种沉淀会导致混凝土中的水泥胶遭受破坏，从而导致混凝土的强度下降。
2、硫酸盐与混凝土中的铝矾土反应硫酸盐侵蚀还会与混凝土中的铝矾土发生反应，这种反应会导致混凝土中的水泥胶遭受破坏。
此外，硫酸盐还会与混凝土中的氧化铁反应，形成硫酸铁盐，这种盐会导致混凝土的膨胀，从而导致混凝土的破坏。
3、硫酸盐的结晶和膨胀硫酸盐在混凝土中的结晶会导致混凝土的膨胀，从而导致混凝土的破坏。
硫酸盐结晶的过程中，硫酸盐会吸收混凝土中的水分，从而导致混凝土中的水泥胶遭受破坏。
五、硫酸盐侵蚀的影响硫酸盐侵蚀会对混凝土的强度和稳定性产生影响。
硫酸盐与混凝土中的水泥胶发生反应时，会导致混凝土的强度下降。
此外，硫酸盐侵蚀还会导致混凝土中的孔隙率增加，从而影响混凝土的稳定性。