硫酸盐侵蚀对混凝土结构耐久性的损伤研究

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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。

硫酸盐侵蚀下的混凝土劣化损伤研究

硫酸盐侵蚀下的混凝土劣化损伤研究新型建筑材料的研究涉及到许多不同的领域，耐久性要求是最为重要的因素之一，其中最重要的材料是混凝土，它可以长时间稳定地持续使用，并且阻止环境条件的变化对其外观和使用性能的影响，但是，硫酸盐存在于自然环境中，混凝土会受到这种腐蚀的影响，导致其劣化损伤，因此，研究硫酸盐侵蚀下混凝土劣化损伤具有重大的实际意义。

硫酸盐的侵蚀性受到环境中温度、盐度、pH值、气压以及悬浮颗粒的大小等因素的影响，混凝土经过外力作用，混凝土结构的细微裂缝被硫酸盐侵蚀而破坏，腐蚀剂渗透到混凝土中，并且影响其力学特性而产生更深层次的损伤。

而且，硫酸盐能够影响混凝土表面的外观，破坏混凝土的原立体结构，结构的表面可以变脆，出现孔洞、裂缝，并且引起表面粉化现象，从而影响混凝土的力学性能。

因此，研究硫酸盐侵蚀下混凝土劣化损伤是有必要的。

为了更好地了解硫酸盐侵蚀下混凝土劣化损伤的本质机理，我们首先从实验方面开始研究。

首先，将混凝土暴露在某种浓度的硫酸盐水溶液中，监测硫酸盐浓度及其介质中温度，气压、盐度、pH值等因素的变化，以及混凝土表面的温度、孔隙形态等变化；其次，通过分析混凝土细节，定量分析混凝土内部结构的改变，研究硫酸盐的侵蚀性对混凝土的影响；最后，运用实验数据，建立混凝土硫酸盐侵蚀劣化损伤检测模型，以及损伤机理模型，并分析硫酸盐对混凝土劣化损伤的稳定性、发展速度等影响因素。

进一步，可以通过对混凝土表面进行涂覆，来提高其耐硫酸盐性能，防止硫酸盐侵蚀而诱发混凝土劣化损伤，以及运用新型剂型增强混凝土的耐久性，以降低硫酸盐侵蚀造成的混凝土劣化损伤的可能性。

因此，对硫酸盐侵蚀下混凝土劣化损伤的研究具有重要的实用意义，可以将研究成果应用到混凝土建筑中，提高混凝土结构物的耐久性，可以有效改善混凝土由于硫酸盐侵蚀所导致的劣化损伤，同时也可以通过研究，为建设新型建筑材料及建筑结构提供关键性技术支持。

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。

硫酸盐侵蚀下的混凝土劣化损伤研究

硫酸盐侵蚀下的混凝土劣化损伤研究
混凝土作为最常用的建筑材料，在建筑和工程中有着重要的作用，但混凝土受到侵蚀的影响，特别是硫酸盐侵蚀，它会损伤混凝土，缩短混凝土使用寿命、降低混凝土强度，影响其耐久性。

因此，混凝土受到硫酸盐侵蚀的劣化损伤研究具有重要意义。

首先，应该明确硫酸盐侵蚀的浓度和植被的形式，影响混凝土的劣化损伤。

混凝土的受硫酸盐侵蚀的程度与硫酸盐溶液的浓度和单元体积的接触时间密切相关，同时硫酸盐的植被对混凝土的侵蚀也有一定的影响。

其次，应该深入研究硫酸盐侵蚀下混凝土的劣化损伤。

硫酸盐侵蚀下混凝土的表观劣化损伤主要表现为混凝土表面曝光以及孔隙率
和棱角度的增加，而在微观上，硫酸盐侵蚀会改变混凝土的晶格结构，增加水泥的溶解度，导致混凝土强度的变化，影响混凝土的性能。

最后，应该采取措施来预防硫酸盐侵蚀对混凝土的劣化损伤。

在施工之前要分析场地的潜在侵蚀以及与湿度和气温等天气因素相关
的潜在侵蚀，并采取有效的技术措施来抵抗硫酸盐侵蚀。

如埋入防护网，覆盖上阻隔物料，阻止混凝土表面接触硫酸盐溶液；覆盖混凝土表面层，如膨胀剂和减水剂，提高混凝土的耐蚀性；选用合适的水泥，使它具有抗硫酸盐侵蚀的特性；并采取外部抵抗措施，比如加热和加固。

综上所述，硫酸盐侵蚀会影响混凝土的性能，产生明显的劣化损伤。

因此，进一步深入研究硫酸盐侵蚀下的混凝土劣化损伤的机理，
以及防止劣化损伤的有效方法，都具有重要的实际意义。

总之，混凝土受到硫酸盐侵蚀的劣化损伤研究具有重要意义，其中要明确侵蚀浓度和植被等因素，深入研究硫酸盐侵蚀下混凝土的劣化损伤，以及采取有效的技术措施来预防及抵抗硫酸盐侵蚀对混凝土的劣化损伤。

不同浓度硫酸盐环境下建筑混凝土结构耐久性能研究

2.2.1实验模拟通过实验模拟是研究不同浓度硫酸盐环境下建筑混凝土结构的常用方法之一。

在实验中，可以制备不同浓度的硫酸盐溶液，并将混凝土试件暴露在这些溶液中进行一定时间的浸泡或喷涂。

通过监测试件的质量损失、抗压强度、吸水性、渗透性等性能指标的变化，可以评估混凝土在不同浓度硫酸盐环境中的耐久性能。

实验模拟方法可以控制实验条件，具有较高的可控性和可重复性，可以提供详细的实验数据。

2.2.2数值模拟数值模拟是通过建立数学模型来模拟不同浓度硫酸盐环境下建筑混凝土结构的行为。

通过输入不同浓度硫酸盐的影响参数和混凝土的材料力分布、位移变形、渗透性变化等。

数值模拟方法可以提供对混凝土结构行为的深变化趋势。

环境下的氧化反应来评估混凝土结构的耐久性能。

在加速氧化试验中，采用特定的入氧气和硫酸盐溶液，模拟混凝土在长期使用中可能遭受的侵蚀环境。

通过监测试等指标，可以评估混凝土在不同浓度硫酸盐环境下的性能退化情况。

加速氧化试验期暴露情况下的性能变化趋势，提供便捷的耐久性能评估手段。

的暴露条件时，需要考虑以下方面。

首先是浸泡时间，即将混凝土试件置于硫酸盐的浸泡时间，例如24小时、7天、30天等，以模拟不同暴露条件下的长期或短期影响。

中的实际工程条件。

通常，试件的暴露温度可以设定在常温、高温或低温等不同温际使用环境中的温湿度变化。

此外，还应注意控制试件暴露过程中的通气情况，确生。

通过调整不同浓度硫酸盐溶液的浸泡时间、温度、湿度和通气条件，可以模拟，以评估混凝土性能的变化和耐久性能的退化程度。

评估，可以采用多种方法进行分析和测试。

其中包括以下几种评估方法。

首先是力、抗拉强度、弯曲强度等力学性能指标的变化，可以评估不同浓度硫酸盐环境对混吸水性、渗透性、密度等指标的测量，用于评估混凝土孔隙结构的变化和水分传输，如测定混凝土试件中化学成分的变化、孔溶液中离子浓度的测量等，以评估硫酸可以采用显微结构观察、X 射线衍射分析、扫描电子显微镜等先进的材料表征技术，和成分的影响。

硫酸盐腐蚀对混凝土耐久性的影响学习资料

（3）非饱和溶液中的数学模型加拿大魁北克拉瓦尔大学的Marchand（2002）在低浓度硫酸钠溶液对混凝土耐久性的影响方面进行了理论分析，并提出一个在非饱和溶液中的数学模型。此模型既考虑了离子和流体的扩散，也考虑了固相的化学平衡。运用这个数学模型可以分析不同水灰比、不同类型水泥、不同硫酸盐浓度以及不同的潮湿度对扩散性能的影响规律。结果表明：暴露在低浓度的硫酸钠溶液中，混凝土的微观结构将发生明显的改变。硫酸盐粒子在材料中的渗透不仅是钙矾石和石膏生成的原因，而且也是氢氧化钙分解，脱钙的原因。模拟数据进一步说明了水灰比是控制混凝土耐久性的一个重要指标。
2、提高混凝土密实性
许多工程虽选择了合适的水泥品种，但由于密实度不高，而遭受了严重的侵蚀。水泥水化需水量仅为水泥质量的10～15%左右, 而实际需水量(由于施工等因素的要求) 高达40～70% , 多余的水分蒸发后形成连通的孔隙, 侵蚀介质就容易渗入水泥石的内部, 从而加速了侵蚀。因此，在施工中应合理设计混凝土的配合比，掺适当的外加剂及改善施工方法等措施均能提高混凝土的密实度。另外，还可在混凝土表面进行碳化处理，生成难溶的碳酸钙外壳，使混凝土表面进一步密实，也可以减少硫酸盐侵蚀。
3、碳硫硅钙石腐蚀
混凝土受此类腐蚀后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，它们是碳硫硅钙石与钙矾石、石膏以及碳酸钙等晶体的混合物。
4、碱金属硫酸盐结晶型
其作用机理为该反应析出带有结晶水的盐类，产生极大的结晶压力，造成破碎和分裂混凝土的破坏特别是当结构物的一部分浸入盐液中，另一部分暴露在干燥空气中时，盐液在毛细管抽吸作用下上升至液相线以上蒸发，然后，致使盐液浓缩，则很容易引起混凝土强烈破坏。这种反应生成的石膏晶体或钙矾石晶体会引起混凝土体积膨胀，产生内应力。反应将CH转化成MH，降低了水泥石系统的碱度，破坏了C-S-H水化产物稳定存在的条件，使C-S-H等水化产物分解，造成混凝土强度和粘结性的损失。其特点为严重的硫酸镁侵蚀甚至将混凝土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层形成双层结构，

低热膨胀水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究

低热膨胀水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究引言：在现代建筑材料中，水泥混凝土是最为常见和广泛使用的一种材料，其具有良好的强度和耐久性。

然而，在一些特殊环境条件下，如化工厂、化肥厂、酸雨地区等，水泥混凝土遭受硫酸盐侵蚀的问题日益突出。

因此，研究低热膨胀水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，对于保护工程结构的安全和延长其使用寿命至关重要。

1. 硫酸盐侵蚀对水泥混凝土的影响硫酸盐侵蚀是指硫酸盐与水泥混凝土中的成分发生反应，导致水泥石矿物的溶解和产生体积膨胀，从而损害混凝土的力学性能和耐久性。

硫酸盐侵蚀主要表现为混凝土的表面起霉、起砂、起泡、颜色变化等现象，严重时可以出现结构迅速破坏的情况。

2. 低热膨胀水泥混凝土的定义和特点低热膨胀水泥混凝土是一种具有低热膨胀性能的特殊类型的混凝土。

相比于传统水泥混凝土，低热膨胀水泥混凝土的热膨胀系数更低，具有较好的耐久性和稳定性，能够更好地抵抗硫酸盐的侵蚀。

3. 低热膨胀水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究方法为了研究低热膨胀水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，我们可以采用以下方法：3.1 实验室模拟试验：通过在实验室中模拟硫酸盐侵蚀环境，观察低热膨胀水泥混凝土的性能变化，并进行定量分析。

3.2 材料性能测试：对低热膨胀水泥混凝土的物理性能、力学性能、耐久性等进行测试，以评估其抗硫酸盐侵蚀性能。

3.3 微结构观察：采用扫描电镜等显微技术观察低热膨胀水泥混凝土的微观结构，分析硫酸盐侵蚀过程中的变化及其与性能的关系。

4. 低热膨胀水泥混凝土的改进措施为了提高低热膨胀水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，可以采取以下改进措施：4.1 选择合适的低热膨胀水泥：针对具体的硫酸盐侵蚀环境，选择具有较低热膨胀系数的低热膨胀水泥，以增强混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。

4.2 控制配合比：通过控制混凝土的配合比，增加其密实性和抗渗透性，减少硫酸盐进入混凝土的机会。

4.3 添加适量的抗硫酸盐掺合料：如粉煤灰、矿渣粉等，可以改善混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，并提高其耐久性。

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最早进行荷载作用下混凝土和钢筋混凝土化学腐蚀研究的是前苏联在２０世纪５０￣６０年代做的一些工作。Ｂ．Ｍ．莫斯克文等在文献［１１］中比较详细地介绍了前苏联对于荷载条件下混凝土和钢筋混凝土腐蚀情况的研究结果。资料表明，混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土的抗化学腐蚀能力、承载能力、变形能力与荷载条件（荷载水平、种类、历史等）有密切关系。压应力对混凝土性能的影响与荷载水平有关，存在一个临界应力水平；而拉应力在任何情况下都使得混凝土渗透性提高，导致抗腐蚀能力下降。但该文献主要用力学指标来评价混凝土腐蚀以后的性能，对于渗透性等耐久性指标，没有系统性的资料和分析。
２混凝土硫酸盐侵蚀研究现状
硫酸盐侵蚀是混凝土老化病害的问题之一，苏联早在２０世纪初期就进行了硫酸盐侵蚀的研究，并把它归为盐类腐蚀。美国
试验方法和评价指标都还存在一些缺点和不足。早期的国家标准ＧＢ７４９—１９６５［６］基本上沿用前苏联１９５４
年的Ｈ１１４－５４，采用１∶３．５胶砂，试件为１０ｍｍ×１０ｍｍ×３０ｍｍ的长方形。为保证试验结果的一致性，将试件加压成型，在湿气
该方法的优点是有明确的评定标准，但是该方法需要成型的试件数量多，试验周期长。同时，该方法没有指明侵蚀溶液的浓度，没有考虑不同的侵蚀溶液浓度时侵蚀机理不同等问题［７］。
在ＧＢ７４９—１９６５的基础上又发展了ＧＢ／Ｔ２４２０—１９８１［８］的测试方法，采用１∶２．５胶砂，试件为１０ｍｍ×１０ｍｍ×６０ｍｍ的棱柱形。压力成型，１ｄ养护箱中养护，７ｄ５０℃水中养护，２８ｄ常温侵蚀，侵蚀溶液采用硫酸盐浓度为２％的硫酸钠溶液。还可根据需要，采用天然环境水，或变更硫酸钠的浓度。以抗蚀系数表示抗蚀能力，抗蚀系数定义同腐蚀系数。不论ＧＢ７４９—１９６５还是ＧＢ／Ｔ２４２０—１９８１，均采用小尺寸水泥胶砂试件，都不能完全反映混凝土的硫酸盐侵蚀能力［９］。
２００８年第８期（总第２２６期）Ｎｕｍｂｅｒ８ｉｎ２００８（ＴｏｔａｌＮｏ．２２６）
混
凝
土
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
理论研究ＴＨＥＯＲＥＴＩＣＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨ
硫酸盐侵蚀对混凝土结构耐久性的损伤研究
黄战，邢锋，邢媛媛，董必钦，罗帅（深圳大学土木工程学院深圳市土木工程耐久性重点实验室，广东深圳５１８０６０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｄｕｅｔｏｓｕｌｆａｔｅａｔｔａｃｋａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｓａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｌｆａｔｅａｔｔａｃｋ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ
１混凝土硫酸盐侵蚀现状
我国有三分之一的国土处于酸雨的作用下，天津、河北、山东、青海等地存在着大量盐碱地区。在酸雨区及盐碱地区的钢筋混凝土结构物、混凝土构件及纪念性的建筑等，遭到了严重的腐蚀破坏。例如在青海的盐湖地区建造的水泥混凝土结构物，“ 基本上是一年粉化，三年坍塌”。铺设在盐湖中的混凝土管道，一半在卤水中，一半在空气中。空气中的部分，一年时间即侵蚀溃散成一团烂泥。天津曾由于盐碱腐蚀，在２０世纪６０年代，钢筋混凝土电杆成片倒塌，造成停电。在盐渍地区混凝土构件地面以上３０ｃｍ以内的部分，都发生了严重侵蚀，称为“烂根”；河北省德州一带的砖石结构建筑，使用１０年左右，下部的墙面掉皮粉化；贵州有些钢筋混凝土塑像，由于酸雨腐蚀，变得面目全非。深圳市有些工厂的屋面板由于酸性腐蚀而开裂渗漏。深圳市还有大部分地区属酸性土，中国建筑科学研究院在深圳埋设的混凝土试件证明，１０年龄期的试件，强度下降了１０％以上。深圳是海滨城市，海水中除氯盐以外，还有大量硫酸盐。
ＧＢ７４９—１９６５、ＧＢ／Ｔ２４２０—１９８１和ＧＢ／Ｔ７４９—２００１，但是这些在该环境水或该浓度的硫酸盐溶液中抗蚀性能较差。
表１两种国家标准比较
ＧＢ／Ｔ２４２０—１９８１
ＧＢ７４９—１９６５
评价指标试验周期／ｄ
抗蚀系数Ｋ＝Ｒ液Ｒ水
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抗蚀系数Ｋ＝Ｒ液Ｒ水
和加拿大的很多地区也含有硫酸盐土壤。加拿大的草原地区靠中养护１ｄ，淡水中养护１４ｄ，然后一部分试件仍然在淡水中养
近土壤表面的硫酸盐浓度高达１％，曾经发生过混凝土下水管、护，另一部分放入含有硫酸盐的环境水或人工配制的硫酸盐溶
排水管、混凝土基础、涵洞等的破坏情况。关于硫酸盐作用下混凝土劣化评价方法，我国曾先后３
摘要：介绍了因硫酸盐侵蚀引起的混凝土结构耐久性损伤现状与研究情况，分析了其损伤机理，对今后的研究方向作了展望。
关键词：硫酸盐侵蚀；混凝土；耐久性
中图分类号：ＴＵ５２８．０１
文献标志码：Ａ
文章编号：１００２－３５５０（２００８）０８－００４５－０５
Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｄａｍａｇｅｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｃａｕｓｅｄｂｙｓｕｌｆａｔｅａｔｔａｃｋ
地表的岩石解理或裂隙处出露时，由于水分蒸发会形成大量白色结晶。母岩含硫酸盐是黄河中上游各水电工程地基的重要地质特征，因此水利水电工程方面的硫酸盐侵蚀主要集中在西北地区的黄河上游，１９８５年水电部混凝土耐久性调查组曾对全国３２座已建电站的混凝土病害及处理情况进行调查分析［５］，其中以八盘峡水电站和靖会电灌工程等最为严重。
最新颁布的水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法ＧＢ／Ｔ７４９—２００１［１０］以膨胀率作为评价水泥抗硫酸盐侵蚀能力的指标，该方法类似于ＡＳＴＭ的试验方法。该方法还是采用小尺寸水泥胶砂试件，并不能完全反映混凝土的硫酸盐侵蚀能力。
关于混凝土抗硫酸盐评价方法，目前国外已制定了相应的抗硫酸盐腐蚀的试验标准，如ＡＳＴＭＣ１０１２—２００６及日本工业标准ＪＩＳＡ１１３２。我国ＧＢ／Ｔ２４２０—８１及ＧＢ／Ｔ７４９—２００１所采用的均为胶砂试件，误差大，不易评价。因此，在研究过程中还需要参考国外标准，进行有关试验，制定出我国的混凝土抗硫酸盐腐蚀评价方法。由于服役结构都处于荷载作用下，因此，相关规范有必要将荷载作为一个考查因素。
Ｕ．Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ及其合作者在１９８６年首先开始对水泥基材料的荷载作用下的硫酸盐腐蚀进行研究。先后对水胶比、水泥类型、荷载水平、介质浓度、试件的表面处理与涂层、以及试件的槽口深度等因素对水泥砂浆、普通混凝土的弯曲强度的影响进行了一系列研究［１３］。随后，各国研究人员开展了相关领域的研究。
硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的一项重要内容，也是影响因素最复杂、危害性最大的一种环境腐蚀。１８９２年，Ｍｉｃｈａｌｉｓ首先发现硫酸盐对水泥的侵蚀作用并称之为“水泥杆菌 ”，实质上就是针状晶体水化硫铝酸钙［４］。硫酸盐广泛分布于地球的各个地方，大部分土壤中都含有一些硫酸盐，我国西北地区发生硫酸盐侵蚀破坏的建筑物基本上均为红色岩系地基，沉积环境为气候干燥条件下的内陆相碎屑构造，其含水条件及渗透性能受构造发育程度和填充物质的影响和制约，岩层中常见有薄片状、针状和团块状石膏，由于岩石一般透水性较弱，因而导致降水在岩层中缓慢流动或滞留，在渗流途中充分溶解可溶盐类矿物而成为矿化度较高的氯化物硫酸盐型水。这种地下水有时在
由图１可见，硫酸盐侵蚀是导致混凝土结构劣化的重要因子，必须深入研究，争取对策，这对我国十分重要和紧迫。
收稿日期：２００８－０３－１６
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０３７８０５５）；广东省自然科学基金资助项目（０４０１１３１６）
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图１硫酸盐腐蚀现象
０引言
在人们的传统观念中总是认为混凝土是耐久的材料，忽视了混凝土耐久性的研究，从而在设计上也就产生了重强度设计的思想，因而为此付出了巨大的代价。混凝土是一种人造石，具有类似于天然石材的耐久性。但混凝土和钢筋混凝土在使用过程中，受到土壤、水及空气中有害介质的侵蚀，或混凝土本身组成材料有害成分的化学和物理作用，会产生劣化，宏观上会出现开裂、溶蚀、剥落、膨胀、松软及强度倒缩下降等，严重影响构造物的使用寿命，会使结构破坏倒塌，甚至造成人员伤亡和经济损失等。非正常速度的老化以及在外界荷载和环境条件下混凝土建筑物的损坏，通常被称为“病害”［１］。老化和病害的出现影响了混凝土的正常使用及建筑物的安全性，从而产生了混凝土的耐久性问题。据调查，美国１９７５年由于腐蚀引起的损失达７００亿美元，１９８５年则达１６８０亿美元［２］，日本引以为豪的“新干线 ”使用不到十年就出现大面积剥蚀开裂现象［３］。