硫酸盐侵蚀
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。
混凝土中硫酸盐侵蚀的检测和处理方法
混凝土中硫酸盐侵蚀的检测和处理方法一、前言混凝土是一种常见的建筑材料，由于其优良的性能，被广泛应用于建筑、桥梁、隧道等工程中。
然而，在一些特殊情况下，混凝土可能会受到硫酸盐的侵蚀，导致混凝土的损坏和破坏。
为了确保工程的质量和安全，及时检测和处理混凝土中的硫酸盐侵蚀是非常重要的。
二、硫酸盐侵蚀的原因硫酸盐侵蚀是指由于混凝土中存在的硫酸盐离子与水反应，产生硫酸，进而导致混凝土的侵蚀和破坏。
硫酸盐的来源主要包括以下几个方面：1. 水源：如果混凝土所处的环境中含有高硫酸盐的地下水或表面水，就会导致混凝土中的硫酸盐浓度增高。
2. 混凝土成分：如果混凝土中的某些成分中含有硫酸盐，例如石膏、石灰石等，也会导致混凝土中硫酸盐的浓度增高。
3. 空气中的污染物：由于大气中的污染物含有硫酸盐，因此在高污染地区，混凝土也容易受到硫酸盐的侵蚀。
三、硫酸盐侵蚀的检测方法为了及时发现混凝土中的硫酸盐侵蚀情况，可以通过以下几种检测方法：1. 混凝土样品检测：可以在混凝土中取样，进行实验室检测。
比如，可以通过测定混凝土样品中的硫酸离子含量，来判断混凝土中硫酸盐侵蚀的情况。
2. 无损检测：无损检测可以不破坏混凝土的情况下，对混凝土中的硫酸盐进行检测。
这种方法包括超声波检测、电阻率检测等。
3. 观察混凝土表面：如果混凝土表面出现了龟裂、剥落等情况，可能是由于硫酸盐侵蚀所致，需要及时检测。
四、硫酸盐侵蚀的处理方法如果发现混凝土中存在硫酸盐侵蚀，需要及时采取措施进行处理，以保障工程的质量和安全。
硫酸盐侵蚀的处理方法主要包括以下几种：1. 重做混凝土：如果混凝土中的硫酸盐浓度过高，已经导致混凝土的破坏，需要将受损的混凝土进行重做。
2. 使用防水涂料：在混凝土表面涂上一层防水涂料，可以有效地防止硫酸盐的侵蚀，延长混凝土的使用寿命。
3. 使用防腐剂：防腐剂可以在混凝土中形成一层保护膜，有效地防止硫酸盐的侵蚀。
不同的防腐剂适用于不同的场合，需要根据具体情况进行选择。
硫酸盐侵蚀混凝土机理
硫酸盐侵蚀混凝土机理引言混凝土是一种常用的建筑材料，其广泛应用于各种结构中。
然而，在某些环境条件下，混凝土可能会受到硫酸盐的侵蚀，导致其性能下降甚至损坏。
因此，了解硫酸盐侵蚀混凝土的机理对于设计和维护混凝土结构至关重要。
硫酸盐的来源和特性硫酸盐是一种常见的化学物质，它可以来自于多种来源，包括工业废水、大气污染物和地下水。
硫酸盐具有强烈的腐蚀性，特别是在湿润环境中。
混凝土与硫酸盐的反应当硫酸盐与混凝土接触时，发生一系列复杂的化学反应。
首先，硫酸根离子（SO4^2-）与水中的氢离子（H+）发生反应生成硫酸（H2SO4）。
这个过程会导致溶液变得更加酸性。
接着，硫酸与混凝土中的水化产物反应，包括水化硅酸钙（C-S-H）凝胶和氢氧化钙（CH）。
这些反应会导致水化产物的溶解和破坏，进一步削弱混凝土的结构。
此外，硫酸盐还可以与混凝土中的铝离子反应生成硫铝酸盐。
这种化合物在一定条件下会形成膨胀产物，从而引起混凝土的体积膨胀和开裂。
影响硫酸盐侵蚀的因素硫酸盐侵蚀混凝土的程度受到多种因素的影响。
以下是一些主要因素：1.硫酸盐浓度：浓度越高，侵蚀作用越明显。
2.温度：较高温度下，反应速率加快。
3.湿度：湿润环境有利于溶解和扩散。
4.混凝土配比：合理的配比可以提高混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的能力。
5.水泥类型：不同类型的水泥对硫酸盐的抵抗能力不同。
硫酸盐侵蚀的影响硫酸盐侵蚀对混凝土结构的影响是多方面的。
以下是一些主要影响：1.强度损失：硫酸盐侵蚀会导致混凝土的强度下降，甚至造成结构失效。
2.表面剥落：硫酸盐侵蚀会使混凝土表面产生剥落和龟裂现象。
3.颜色变化：硫酸盐侵蚀还可能导致混凝土颜色的改变，影响建筑外观。
4.膨胀和开裂：在一些情况下，硫铝酸盐的形成会引起混凝土体积膨胀和开裂。
防治措施为了防止或减轻硫酸盐对混凝土的侵蚀，可以采取以下措施：1.选择合适的水泥类型：一些特殊用途水泥具有更好的抗硫酸盐能力。
2.控制混凝土配比：合理控制水灰比、矿物掺合料的使用，增加混凝土的密实性和抗渗性。
混凝土中硫酸盐侵蚀的检测和处理方法
混凝土中硫酸盐侵蚀的检测和处理方法一、背景介绍混凝土是建筑工程中常用的一种材料，因其具有强度高、耐久性好、施工方便等优点，被广泛应用于各种建筑物的结构中。
然而，在实际使用中，混凝土可能受到各种因素的影响，其中之一就是硫酸盐侵蚀。
硫酸盐侵蚀会导致混凝土的强度降低、开裂、脱落等问题，严重影响建筑物的使用寿命和安全性。
因此，对混凝土中硫酸盐的侵蚀进行检测和处理至关重要。
二、硫酸盐侵蚀的原因和危害1. 硫酸盐侵蚀的原因硫酸盐侵蚀是由于土壤、地下水或工业废水等中含有的硫酸盐与混凝土中的水泥矩阵中的Ca(OH)2反应而产生的。
硫酸盐可以与Ca(OH)2反应生成CaSO4·2H2O或CaSO4·0.5H2O等水化硬化产物，这些产物会填充混凝土孔隙，导致混凝土中的水泥矩阵失去粘结力，从而引起混凝土的剥落、开裂等问题。
2. 硫酸盐侵蚀的危害硫酸盐侵蚀会导致混凝土中的硬化产物脱落，从而使混凝土的强度降低，严重时会导致混凝土的塌陷。
此外，硫酸盐侵蚀还会导致混凝土的开裂、渗水等问题，进一步加剧混凝土的损坏程度。
长期以来，硫酸盐侵蚀一直是建筑工程中的重要问题，因此，对其进行检测和处理至关重要。
三、硫酸盐侵蚀的检测方法1. 混凝土中硫酸盐含量的测定混凝土中的硫酸盐含量可以通过对混凝土样品进行化学分析来测定。
具体步骤如下：（1）取一定量的混凝土样品，研磨成粉末状。
（2）将粉末状混凝土样品加入硝酸和氢氟酸的混合液中，使其完全溶解。
（3）将溶液中的硫酸盐用钡离子沉淀，然后用硫酸将沉淀转化为硫酸钡。
（4）用称量法或比色法测定硫酸钡的质量，从而计算出混凝土样品中的硫酸盐含量。
2. 混凝土表面酸碱度测试在混凝土中硫酸盐侵蚀过程中，会产生一定的酸性物质，因此可以通过测试混凝土表面的酸碱度来判断是否存在硫酸盐侵蚀。
具体测试方法如下：（1）使用pH试纸或pH计在混凝土表面测量pH值。
（2）如果pH值低于7，则说明混凝土表面呈酸性，存在硫酸盐侵蚀的可能性。
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，被广泛应用于各种建筑和基础设施项目中。
然而，由于环境因素的影响，混凝土会受到不同程度的侵蚀，其中硫酸盐侵蚀是一种常见的问题。
本文将探讨混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力及相关措施。
一、硫酸盐侵蚀对混凝土的影响硫酸盐侵蚀是指硫酸盐离子与水中的氢氧根离子反应生成硫酸，进而与混凝土中的水化产物发生反应，导致水化产物的破坏和结构的疏松化。
这种侵蚀作用会引起混凝土的体积膨胀、强度下降、表面剥落等现象，最终影响混凝土的使用寿命和安全性能。
二、提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力的方法为了提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力，可以采取以下几种方法：1. 选用优质材料混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力与材料的质量有着密切的关系。
选择高品质的水泥、矿物掺合料和骨料，可以提高混凝土的整体性能和抗硫酸盐侵蚀能力。
此外，合理控制配合比例，确保混凝土的均匀性和致密性，也是提高抗侵蚀能力的关键。
2. 表面防护措施在混凝土表面施加防护层或使用化学表面剂等方法可以有效减轻硫酸盐对混凝土的侵蚀作用。
常用的表面防护措施包括涂覆防酸漆、喷涂防蚀液、堆浆处理等，这些方法能够形成一层保护膜，减缓硫酸盐的渗透和侵蚀，提高混凝土的抗侵蚀性能。
3. 控制环境因素控制硫酸盐侵蚀的环境因素也是保护混凝土的重要措施。
例如，在设计和施工中合理选择材料与环境的接触形式，减少硫酸盐侵蚀的机会；合理排水，避免水分和硫酸盐的积聚；加强维护和管理，及时修复损坏部位等都能够有效延长混凝土的使用寿命。
三、混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的评价标准为了对混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力进行评估，常常采用硫酸盐侵蚀试验来判断其耐久性。
硫酸盐侵蚀试验可以通过浸泡、喷洒或循环浸泡硫酸盐溶液来模拟实际的侵蚀环境，根据试验前后的重量损失、抗折强度变化等指标来评估混凝土的抗侵蚀性能。
四、展望随着建筑材料科学技术的不断发展，人们对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的要求也越来越高。
未来，我们可以通过改进混凝土配方、开发新型材料以及加强施工和维护管理等方式，来进一步提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力，以确保建筑物的安全性和耐久性。
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》课件
硫酸盐侵蚀的影响和危害
硫酸盐侵蚀会导致混凝土结构 开裂、剥落、粉化等现象，严 重影响建筑物的安全性和耐久 性。
硫酸盐侵蚀还会加速钢筋锈蚀 ，降低建筑物的承载能力和使 用寿命。
此外，硫酸盐侵蚀还会导致建 筑物外观和机制
硫酸盐侵蚀的化学原理
硫酸盐侵蚀的化学原理主要涉及到水化物、水解物和含水化 合物的反应。当硫酸盐与混凝土中的氢氧化钙反应时，会产 生新的化合物，如石膏和硫铝酸钙，这些化合物会导致混凝 土体积膨胀和开裂。
1
需要进一步研究不同因素对硫酸盐侵蚀的影响机 制，如不同水泥品种、不同掺合料对混凝土抗硫 酸盐侵蚀性能的影响。
2
需要研究新型的混凝土材料和防护措施，以提高 混凝土的耐久性和抗硫酸盐侵蚀性能。
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需要加强工程实践中的监测和维护，及时发现和 处理混凝土硫酸盐侵蚀问题，以保障工程的安全 性和长期性能。
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目 录
• 硫酸盐侵蚀概述 • 硫酸盐侵蚀的原理和机制 • 硫酸盐侵蚀的预防和治理 • 硫酸盐侵蚀的研究现状和发展趋
势 • 结论
01
硫酸盐侵蚀概述
硫酸盐侵蚀的定义
01
硫酸盐侵蚀是指混凝土中的硫酸 盐与水泥水化产物发生化学反应 ，导致混凝土结构破坏的过程。
02
硫酸盐主要来源于地下水、雨水 、工业废水等，当混凝土长期处 于这些含硫酸盐的介质中时，就 可能发生硫酸盐侵蚀。
硫酸盐侵蚀的研究发展趋势和展望
发展新型抗硫酸盐侵蚀材料
研究发展趋势之一是发展新型抗硫酸盐侵蚀材料，以提高基础设施和建筑物的抗硫酸盐侵 蚀能力。
加强环境因素对硫酸盐侵蚀的影响研究
研究发展趋势之二是加强环境因素对硫酸盐侵蚀的影响研究，以更全面地了解硫酸盐侵蚀 的机理和过程。
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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。
破坏特征：严重时混凝土会变成完全没有胶结性能的糊状物，其微观结构通常
是在混凝土表面形成双层结构
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
非 常 高
石膏结晶侵蚀 起从属作用
相 当 大
Hale Waihona Puke 1000只有钙矾石生 成
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
3、MgSO4溶蚀—结晶型
在所有硫酸盐类型中，MgSO4侵蚀是对混凝土侵蚀破坏形最大的一种。
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理 破坏原因：
反应导致CSH的分解和强度的降低，使混凝土凝结力降低。
破坏特征：没有明显的体积膨胀现象，在腐蚀的混凝土的孔隙和裂
缝中充满白色烂泥状腐蚀产物
二、混凝土硫酸盐侵蚀影响因素
水泥品种 内因 混凝土密实性和配合比 侵蚀溶液硫酸根离子浓度
外因
侵蚀溶液硫酸根和镁离子共存 侵蚀溶液硫酸根和氯离子共存
NaSO4+Ca(OH)2
CaSO4+3CaO·Al2O3·6H2O
钙矾石
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
水化 硅酸 铝
×2.5
钙矾石
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理 产生破坏原因
1、钙矾石使固相体积增大 2、矿物形态是针状晶体，在固相表面以放射状向四方生长，互相 挤压产生极大的内应力，致使混凝土结构破坏
3CaO·Al2O3·3CaSO4·6H2O 3CaO·Al2O3·6H2O+Ca4SO4·6H2O(石膏)+H2O→
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
水化硅酸钙和水化铁酸钙几乎不溶于水，以胶体微粒析出，并逐渐凝聚成凝胶
氢氧化钙在溶液浓度达到饱和后，以立方体晶体析出
水化硫铝酸钙沉积在未水化的水泥颗粒表面，形成保护膜，阻止水化，延缓水 泥凝结时间
4、碱金属硫酸盐结晶型
以硫酸钠为例，当混凝土孔隙中硫酸钠浓度足够高时，则发生下 列反应
Na2SO4+10H2O→Na2SO4•10H2O
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理 破坏原因：
1、析出带有结晶水的盐类，产生极大结晶压力，造成混凝土破碎或 分裂 2、特别是在结构物一部分浸入盐液中，另一部分暴露在干燥空气中， 盐液在毛细血管抽吸作用下上升至液相线以上蒸发，致使盐液浓缩， 很容易引起混凝土强烈破坏。
如果侵蚀溶液中只有Mg2+而没有SO42将会发生镁盐侵蚀
Mg2++Ca(OH)2=Ca2++Mg(OH)2
Mg(OH)2溶解度很小，它是无胶结能力的松散物，且强度不高，它会淤塞毛细孔， 阻止侵蚀液向混凝土内部扩散，使镁盐侵蚀停止。 若共存时，会发生MgSO4溶蚀—结晶型破坏
二、混凝土硫酸盐侵蚀影响因素
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
S
2 4
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
混凝土受硫酸盐侵蚀的破坏特征
1、表面发白 2、损伤通常在棱角处开始，接着裂缝开展并剥落
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
硫酸盐侵蚀属于结晶性侵蚀，根据结晶产物和破坏形式不同，一般 分为五种类型
1、钙 矾石结晶 、钙矾石结晶 2、石膏结晶型 3、MgSO4溶蚀—结晶型 4、碱金属硫酸盐结晶型
2.3、侵蚀溶液中SO42+和Cl-共存 当侵蚀溶液中SO42+和Cl-共存时，Cl-的存在显著缓解硫酸盐侵蚀破坏的程度和速度， 这就是由于Cl-的渗透速度大于SO42+，对于表面的混凝土，水泥石中的水化铝酸钙 先于SO42+反应生成钙矾石，当耗尽后才与Cl-反应。 而对于内部的混凝土，由于Cl-的渗透速度大于SO42+，因此Cl-先行渗入并与OH-置换 反应方程式为：Ca(OH)2+2Cl-=CaCl2+2OH-当Cl-浓度相当高时，Cl-还可以与水化铝酸 钙反应生成三氯铝酸钙。由于水化铝酸钙的减少，使钙矾石结晶数量减少，从而 减轻硫酸盐侵蚀破坏程度
侵蚀溶液PH值
二、混凝土硫酸盐侵蚀影响因素
1、内因
1.1、水泥品种
混凝土抗硫酸盐侵蚀能力在很大程度上取决于水泥熟料的矿物组成及其 相对含量尤其是C3A和C3S的含量
C3 A C3 S 氢氧化钙 水化铝酸钙 石膏结晶 钙矾石结晶 混凝土破坏
二、混凝土硫酸盐侵蚀影响因素
1.2、混凝土密实性和配合比 混凝土密实性越高，即孔隙率越小，那么侵蚀溶液就越难渗入混凝土 的内部。 另外，混凝土的密实性越高，也会使混凝土强度提高，因此合理设计 配合比显得更加重要。
Ca3Si2O7•3H20+2CaSO4•2H2O+2CaCO3+24H2O→ Ca6[Si2(OH)6]•24H2O•[(SO4)2•(CO3)2]+Ca(OH)2 Ca(OH)2+CO2+nH2O→CaCO3+(n+1)H2O
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
5、2由硅钙石逐渐转化而成
水泥水化产物水化铝酸钙与石膏反应生成的钙矾石3CaO· Al2O3· 3CaSO4· 32H2O通常 被CSH凝胶所包裹。当有CaCO3存在时，CSH中的Si4+取代钙矾石中的Al3+先形成硅 钙矾石CaCO3· CaSiO3· CaSO4· 15H2O，在适当的条件下，Si4+取代Al3+的量逐渐增多， 直至最终钙矾石中的Al3+全部被CSH中的Si4+取代，形成碳硫硅钙石针状晶体。
1、合理选择水泥品种 2、提高混凝土密实性 3、采用高压蒸汽养护 4、增设必要的保护层
★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
SO42-浓度（毫克/升）
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。
石膏结晶侵 蚀起主导作 用
二、混凝土硫酸盐侵蚀影响因素
2.4、侵蚀溶液的PH值
钙矾石开始分解
12.5
12
11.6 PH值
10.6
8.8
钙矾石结晶析出
石膏结晶析出
即使掺超塑化剂和活性 混合材料的混凝土也难 免遭受侵蚀
三、防止或减轻硫酸盐侵蚀的方法
由以上混凝土硫酸盐侵蚀机理的分析可以看出，导致硫酸盐侵蚀的内因主 要是水泥石水花铝酸钙、Ca(OH)2和毛细孔，外因则是侵蚀溶液中存在SO42-， 因此防止或减轻混凝土硫酸盐侵蚀的主要方法有：
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 硅酸三钙C3S 水泥熟料 铝酸三钙C3A 铁铝酸四钙C4AF 3CaO·Al2O3·6H2O 3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O 3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2
H20
3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理
5、碳硫硅钙石结晶型
化学式：CaCO3·CaSiO3·CaSO4·15H2O 结构式：Ca6[Si(OH)6]·24H2O·[(SO4)2·(CO3)2]
由水泥水化物中C-S-H直接反应生成 形成途径
由硅钙石逐渐转化而成
一、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理