硫酸盐腐蚀对混凝土强度的影响研究
２０１５年第４期
（第４３卷）
黑龙江水利科技
Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ
Ｎｏ．４．２Ｏ１５
（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．４３）
文章编号：１００７—７５９６（２０１５）０４—００２５—０２
硫酸盐腐蚀对混凝土强度的影响研究
杨冬鹏
（１．东北大学，沈阳１１０００４；２．辽宁省水利水电勘测设计研究院，沈阳１１０００６）
摘要：为了研究不同浓度硫酸盐以及腐蚀时间对混凝土力学性能的影响，在不同浓度硫酸盐
溶液中对混凝土进行腐蚀，对不同腐蚀时间的混凝土进行单轴抗压试验，研究了硫酸盐腐蚀过
程中，混凝土抗压强度的变化，结果表明：在同一浓度硫酸盐溶液腐蚀过程中，随腐蚀时间增
加，混凝土单轴抗压强度先增加后减少；在腐蚀前期，硫酸盐浓度越高，混凝土强度越高；在腐
蚀后期，硫酸盐浓度越低，强度越高。
关键词：混凝土强度；硫酸盐；腐蚀方法；腐蚀时间；单轴抗压试验
中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标识码：Ｂ
我国正在进行大规模的混凝土工程建设中，对 混凝土的安全性能和使用性能提出更高的要求。然 而随着混凝土结构使用环境的日益恶化，环境因素 中温度、湿度、水位变化和酸碱盐等腐蚀介质的侵 蚀，导致混凝土工程过早地出现老化危害问题，已逐 渐引起土木工程界的普遍关注…。硫酸盐通过地下 水和空气扩散到混凝土中，导致混凝土材料发生损 伤、开裂。混凝土损伤后，抗压强度会降低，严重影 响混凝土的耐久性。因此如何预防和减轻硫酸盐对 混凝土的腐蚀破坏、提高混凝土的使用寿命将具有 十分重要的意义。本文在试验的基础研究了腐蚀液 的浓度、养护时间对混凝土抗压强度影响。 １试样的制备 参照ＳＬ３５２－－２００６《水工混凝土试验规程》，共 制作试样４０组，尺寸为１５０ ｍｍ×１５０ ｍｍ×１５０ ｍｍ， 其中混凝土材料用量见表１。 表１混凝土试件材料用量表 ２腐蚀方法 采用实验室加速腐蚀的试验方法，配制质量浓 度分别为０％，５％，１０％，１５％的Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ共４组硫
酸钠溶液，将制备好的试样在标准养护条件下养护
７ ｄ后，浸泡在配制好的溶液中，不同浓度硫酸钠溶
液中浸泡１０组试样，之后放置在标准养护室中进行
养护。
３试验方法
加载试验在辽宁省水利水电勘测设计研究院的
电液伺服压力机上进行的，加载速率为０．５ ＭＰａ／ｓ。
４实验结果
分别将在４种不同浓度的硫酸钠溶液中养护的
试样，在腐蚀０ ｄ、３０ ｄ、６０ ｄ、９０ ｄ、１２０ ｄ、１５０ ｄ、
１８０ ｄ、２４０ ｄ、２７０ ｄ后进行单轴抗压试验，结果如
表２。
表２不同浓度的硫酸钠溶液腐蚀的
试样在不同腐蚀时间的抗压强度
硫酸钠浓度
Ｏ％
５％
ｌ０％
ｌ５％
５结果分析
５．１混凝土单轴抗压强度与养护时间以及硫酸盐
［收稿日期］２０１５—０１—０７
［作者简介］杨冬鹏（１９８１一），男，辽宁阜新人，工程师。
一
２５一
２０１５年第４期
（第４３卷）
黑龙江水利科技
Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ
Ｎｏ．４．２０ｌ５
（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．４３）
浓度的关系
不同浓度硫酸钠溶液腐蚀的混凝土强度与龄期 的关系如图１，在硫酸钠浓度为０的溶液中养护的混 凝土强度随时问的推移，强度逐渐增加，在０～５０ ｄ 内强度迅速增长，５０～１５０ ｄ内，混凝土强度增长缓 慢，１５０ ｄ以后混凝土强度又开始快速增长 Ｏ ＳＯ ｌ舶 １５Ｏ ２加 ２５ｏ ５∞ 囊憧时弼，ｄ 图１ 在４组不同浓度硫酸盐溶液中腐蚀的 混凝土强度与腐蚀时间的关系图 从图１中可以发现，混凝土试样的抗压强度随 时间的变化趋势分为３个阶段，在硫酸钠浓度为０ 的溶液中腐蚀的试样，随着养护时间的增加，抗压强 度呈增加趋势，在第一阶段内，混凝土试样的抗压强 度随时间增加而快速增长；在第二阶段内，混凝土试 样的抗压强度随时间增加而缓慢增长；在第三阶段 内，混凝土试样的抗压强度随时间增加而基本保持 不变。在浓度为５％、１０％、１５％硫酸钠溶液中腐蚀 的混凝土试样的抗压强度与时间的关系为：在第一 阶段内，混凝土试样的抗压强度随时间增加而快速 增长；在第二阶段内，混凝土试样的抗压强度随时间 增加而缓慢增长；在第三阶段内，混凝土试样的抗压 强度随时间增加而逐渐减低。 在第一阶段内，４组溶液中腐蚀的混凝土试样强 度均随时间增加而快速增长，这是因为水泥发生水 化发生反应，强度增加，还可以发现混凝土试样强度 与硫酸钠溶液浓度成正比，这是因为硫酸盐腐蚀产 物石膏和钙矾石会填充混凝土的缝隙使得混凝土更 加密实，强度增加。硫酸盐浓度越高，腐蚀混凝土的 缝隙中充填的产物越多，强度越高。 在第二阶段内，混凝土试样的抗压强度随时间 增加而缓慢增长，一方面水泥水化反应继续进行，增 加混凝土的强度，这是强度增加的有利因素；另一方 面随着腐蚀的不断进行，混凝土中生成的腐蚀产物 体积开始膨胀，造成的晶体压力超过混凝土的抗拉 强度使之开裂，这会降低混凝土的强度，这是强度增 一２６一 加的不利因素。在这个阶段中，强度增加的有利因 素要强于不利因素，因此强度随时问缓慢增加，但是
有利因素逐渐减弱，不利因素逐渐增强。硫酸盐的
浓度越低，第二阶段维持的时间越长，相反，硫酸盐
的浓度越高，混凝土的最大强度越大。
在第三阶段内，混凝土强度增加的不利因素要
强于有利因素，混凝土的强度随时间增加而降低。
硫酸盐浓度越高，产生的腐蚀产物越多，由膨胀而产
生的开裂也就越多，因此强度降低的也就越多。
５．２强度与应变关系
图２给出了混凝土在硫酸盐浓度为１５％溶液腐
蚀的不同时期的应力一应变曲线，３条曲线分别腐蚀
０、９０、２７０ ｄ，分别代表腐蚀前期、中期、后期的典型应
力一应变关系。可以发现，随着腐蚀时间的增加，混
凝土的弹性模量先增加后减小，峰值应变先减小后
增加，这与强度变化关系一致，所以说适当浓度的硫
酸盐腐蚀，可以增加混凝土的前期腐蚀。
Ｗ Ｉ ＂ ¨ １
应变／％
图２混凝土在不同腐蚀时间的应力～应变曲线
６ 结论
综上所述，得到以下结论：①在硫酸盐对混凝土
的腐蚀前期，由于腐蚀产物，会增加混凝土的强度，
硫酸盐浓度越高增加效果越明显；②在硫酸盐对混
凝土的腐蚀中期，混凝土强度随时间增加而缓慢增
加，硫酸盐浓度越低，增加时间越长，但混凝土的最
高强度越低；③在硫酸盐对混凝土的腐蚀后期，混凝
土强度随时间增加而迅速降低，硫酸盐浓度越高，混
凝土强度越低越明显；④适当浓度的硫酸盐环境，有
利于提高混凝土的力学性能。
参考文献：
［１］马孝轩．我国主要土壤对混凝土材料腐蚀性分类［Ｊ］．混
凝土与水泥制品，２００３，６（１２）：６—７．
［２］卢木．混凝土耐久性研究现状和研究方向［Ｊ］．工业建
筑，１９９７，２７（０５）：１—６．
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长期浸泡下混凝土受硫酸盐侵蚀试验研究
１ 试 验概 况
试验用 材料 采用 郑 州 市金 龙 水 泥 股份 有 限公
ｍｅ ｔｒ ｔｏ ｏ ｏ ｃ ｅｅ ｓｒ ｎ ｔ ｓ ｍｏ ｅ ｓ ｎ ｉ ｖ ｏ ｅｏ ｉｎ，ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｏ ｒ ｓｏ ｏ ｃ ｎｒ ｔｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｉ ｆｃ ｎ ｒ ｔ ｔｅ ｇｈ ｉ ｒ ｅ ｓｔ ｅ ｔ ｒ ｓｏ ｉ ｎ ｈ ｎ ｅ ｃ ｆ ｅ ｏ ｉｎ ｃ ｎ ｅ ｔａｉｎ ｏ ｈ ｌ ｓ ｌｔｉｇ ｔｎ ｉｅ ｓｒ ｎ ｔ ｆｃ ｎｃ ｅｅ ｉ ｏ ｂｖｏ ｓ ｐ ｉ ｎ ｅ ｓｌ ｔｅ ｇｈ ｏ ｏ ｒ ｔ ｓ ｎ ｔｏ ｉ ｕ ． ｔ Ｋｅ ｒ ：ｃ ｎ ｒ ｔ ｙ ｗｏ ｄｓ ｏ ｃ ｅｅ；ｓ ｄ ｕ ｓ ｌａｅ ｃ ｒｏ ｉｎ；ｌ ｎ ｏ ｉ ｍ ｕ ｆｔ ｏ ｒ ｓｏ ｏ ｇ—ｔｒ ｉ ｅ ｍ ｍｍｅ ｓｏ ｒｉ ｎ；ｓｒ ｎｇｈ；ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｔｅ ｔ ｘ ｅ ｉ ｎ
第２ ０卷第 ５期
２１年 １ ０１ ０月
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学 院
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Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ５ Ｉ２ ． ０ｃ ． ｔ２０１ ｌ
Ｊ ｕｎ ｌｏ ａｙｎＩ ｓ ｔｔ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒａ ｆＨｕ ｉｉ ｎ ｔｕｅｏ ｃ ｎ ｌｇ ｉ Ｔ
长 期 浸 泡 下 混凝 土 受 硫 酸 盐 侵 蚀试 验 研 究
ｑ ａ ｉ ｆｓ ｅ ｉ ｎ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｒ ａ ｅ ｔｆ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｈ ｅ ｅ ａ ｒ ｎ ｆｄ ｃ ｉ ｅ ｏ ｔ ｒ ｅ ｕ ｌ ｙ ｏ ｐ ｃｍｅ ｅ ｒ ａ ｅ ｎ ｈ ｎ ｉ ｃｅ ｓ ｄ ａ ｒ ｔ ｎ ｈ ｎ ｔ ｅ ｇ ｎ ｒ ｌ ｅ ｄ ｏ ｅ ｌ ；ｌｗ ｗａｅ —ｃ — ｔ ｉ ｔ ｎ
混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能
混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能混凝土是一种常用的建筑材料，其抗硫酸盐侵蚀性能对于保证建筑物的持久性和可靠性至关重要。
硫酸盐的侵蚀会引起混凝土的溶解和破坏，因此研究混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能具有重要的实际意义。
本文将探讨混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能以及影响这一性能的主要因素。
一、混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能是指混凝土在硫酸盐溶液中长期使用后的耐久性能。
一般来说，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能的好坏取决于混凝土材料的配比、密实性、硫酸盐浓度等因素。
1. 配比：合理的混凝土配比是保证混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的重要保障。
适当调整水泥、矿物掺合料和骨料的比例，确保混凝土的强度和耐久性，对于提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能具有重要作用。
2. 密实性：混凝土的密实性对其抗硫酸盐侵蚀性能有显著影响。
密实的混凝土可以减少硫酸盐侵蚀介质的渗透，从而降低混凝土的侵蚀速率。
因此，在混凝土的施工和养护过程中，要采取一系列措施，如振捣、防渗透剂的使用等，保证混凝土的密实性。
3. 硫酸盐浓度：硫酸盐溶液的浓度是混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的重要影响因素。
一般来说，硫酸盐浓度越高，对混凝土的侵蚀速度越快。
因此，在应用中，要根据具体情况选择合适的硫酸盐浓度，以保证混凝土的持久性能。
二、影响混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的主要因素1. 混凝土本身的性质：水泥的种类、矿物掺合料的种类和掺量、骨料的种类和粒径等混凝土的组成对其抗硫酸盐侵蚀性能有重要影响。
例如，选用硅酸盐水泥和高活性粉煤灰作为矿物掺合料，可以显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
2. 环境因素：环境温度、湿度和硫酸盐浓度等因素也会对混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能产生影响。
高温和高湿度条件下，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能通常较差；而低温和较低湿度条件下，混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能较好。
3. 养护条件：混凝土的养护条件对其抗硫酸盐侵蚀性能也有一定影响。
养护期间，要保持适宜的湿度和温度，以确保混凝土的持久性能。
同时，防止混凝土表面的开裂和脱落也是提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的关键。
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 ，
普通C40混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究
广东建材２００８年第８期表１Ｃ４０混凝土配合比材料水泥（ｋｇ／ｍ３）粉煤灰（ｋｇ／ｍ３）砂（ｋｇ／ｍ３）５～３１．５ｍｍ碎石（ｋｇ／ｍ３）水（ｋｇ／ｍ３）减水剂（ｋｇ／ｍ３）坍落度（ｍｍ）３／２８ｄ立方体抗压强度（ＭＰａ）用量３３０９０７０５１１０５１６８６．７２１４２／１６９３４．９／５０．２硫酸盐侵蚀是混凝土化学侵蚀中最广泛和最普通的形式。
硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、硫酸镁等硫酸盐均会对混凝土产生侵蚀作用。
在污水处理厂、化纤工业、制药、制皂业等厂房附近的地表水和地下水中由于硫酸盐浓度相对较高，混凝土结构物的硫酸盐侵蚀破坏现象较为常见。
硫酸盐侵蚀破坏是一个复杂的物理化学过程，多年以来，国内外许多学者在侵蚀机理方面作了大量的研究。
其破坏实质是，环境水中的硫酸根离子进入其内部，与水泥石中一些固相组分发生化学反应，生成一些难溶的盐类矿物而引起。
这些难溶的盐类矿物一方面可形成钙矾石、石膏等膨胀性产物而引起膨胀、开裂、剥落和解体，另一方面也可使硬化水泥石中ＣＨ和Ｃ－Ｓ－Ｈ等组分溶出或分解，导致水泥石强度和粘结性能损失。
当硫酸盐浓度较高时干湿交替作用下会发生硫酸盐结晶破坏，结晶的硫酸盐会产生类似冻融的膨胀破坏，集料的坚固性实验就是直接用饱和Ｎａ２ＳＯ４溶液干湿交替５循环后的质量损失来衡量。
通常情况下，混凝土受硫酸盐侵蚀后表面泛白，风干后更为明显，损坏通常在棱角处开始，进而表面剥落，伴随着着裂缝发育层层推进，极端情况下有可能导致结构崩溃。
１原材料、试验方法及试验结果选用佛山某混凝土搅拌站日常供应Ｃ４０商混实际使用的混凝土原材料。
水泥为英德龙山水泥有限公司生产的海螺牌Ｐ．Ｏ４２．５Ｒ水泥，广电Ⅱ级粉煤灰，细集料为肇庆西江砂，细度模数２．９；粗集料为广州增城永和石场生产的５～３１．５ｍｍ花岗岩碎石；减水剂采用佛山瑞安建材科技有限公司生产的ＬＳ－３００缓凝高效减水剂。
具体配比见表１。
按标准成型１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×５５０ｍｍ的混凝土抗折试件６个，试件于２０±２℃静停２４小时，脱模。
混凝土的硫酸盐腐蚀
单硫酸盐 作用下混 凝土腐蚀
耦合-硫 酸. 盐腐
蚀
化学耦 合-硫酸 盐腐蚀
物理耦合 （包括荷载） -硫酸盐腐蚀.
4.1 单硫酸盐作用下混凝土腐蚀
William 等的研究表明：硫酸根离子从 1%变化到 4%时，混凝土 的腐蚀情况加重明显。
Santhanam等系统地研宄了混凝土在不同硫酸盐腐蚀环境中的腐蚀 机理，总结了混凝土抗硫酸盐腐蚀的试验方法的发展历程，并给出了 硫酸盐腐蚀模型的临界参数取值。
Aanthanam 研究了水泥含铝量对混凝土硫酸盐侵蚀的影响，研究结 果表明低铝水泥可以明显提高钙矾石型硫酸盐侵蚀能力。
Shikrk 通过实验得出：随着硅灰掺量的增加，混凝土的抗硫酸钠腐 蚀能力随之提高，但抗硫酸镁能力逐渐降低。
4.1 单硫酸盐作用下混凝土腐蚀
Rozirre等进行了混凝土和砂浆在PH值为常量的硫酸盐腐蚀 环境中的性能退化，研究表明在水泥中掺入30%的粉煤灰可 以提高砂浆和混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力，在水泥中掺入 0160%的高炉矿渣时04混凝土的性能最好。
2
03 硫酸盐腐蚀的机理
3
石膏结晶 型侵蚀
当侵蚀溶液中的硫酸根离子浓度大于1000mg/L时，且水泥石孔隙为 饱和的石灰溶液所填充，发生如下反应：
生成二水石膏，使体积膨胀，产生内应力，当内应力大于混凝土的极限 抗拉强度时就会产生破坏，使混凝土内部开始出现裂缝。
当混凝土具备硫酸根离子、碳酸根离子、SiO3基团、且温度低 15℃、充足水的条件下。水泥基材料中的C-S-H凝胶转变成一种灰白 色、无胶凝能力的烂泥状物质碳硫硅钙石，导致水泥基材料强度大幅 度降低甚至完全丧失强度。
1
硫酸盐结 晶型侵蚀
3
石膏结晶 型侵蚀
硫酸盐侵蚀环境下混凝土立方体抗压强度退化
硫酸盐侵蚀环境下混凝土立 方体抗压 强度退化
张 琴’ 。吴 庆 ，汪 俊 华 ｚ
（． １ 无锡旅游商贸高等职业技术学校 ，江苏 无锡 ２４ ０ ； ． １ ００ ２ 江苏科技大学 土建学院 ， 江苏 镇江 ２ ２ ０ ） １０ ３
摘 要 ： 通过试验观察混凝土试件遭受硫酸钠侵蚀 以后表面特征的变化 ， 分析表 面状态 出现的原 因； 并观察加载试验后试件的破坏状态
２１ ０ １年 第 ３ 期 （总 第 ２ ７ 期 ） ５
Ｎｕ ｂ ｒ３ｉ ０１ （ ｍＩＮｏ２ ７） ｍ ｅ ｎ２ ｌ Ｔｏ ．５
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凝
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水泥砂浆抗硫酸盐腐蚀的研究
水泥砂浆抗硫酸盐腐蚀的研究摘要：作为基础设施建设的重要基础材料的水泥混凝土，在研究及设计方向已不再单纯以强度为主要标志，而是向强度及耐久性方向综合发展。
硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性的一个重要内容，在此背景下，本文提出以掺矿粉和氟石膏的超硫水泥砂浆为研究对象，与传统硅酸盐水泥进行试验对比研究，从抗蚀系数、膨胀率指标面上分析超硫水泥的抗硫酸盐侵蚀性能，以期开发出以掺入矿物掺合料为特征的高性能水泥体系。
关键词：高性能水泥；耐久性；硫酸盐侵蚀Abstract: This paper presents the study to the ultra slag cement and fluorgypsum sulfur cement mortar, comparative study of traditional portland cement, ultra-sulfur cement resistance to sulfate corrosion coefficient, swelling index surface erosion performance in order to develop a high-performance cement system characterized by the incorporation of mineral admixtures.Key words: high-performance cement; durability; sulfate attack1 引言传统的硅酸盐水泥在生产过程中，不仅要消耗大量的资源和能源，而且会造成严重的环境污染。
要与不断扩大的工程发展规模相适应，最好大力开发以掺入矿物掺合料为特征的高性能水泥体系，以解决硅酸盐水泥生产中存在的资源、能源消耗高，有害气体排放量大以及耐久性差等问题。
2. 实验内容2.1制作水泥砂浆试件2.1.1实验原料实验材料为超硫水泥即硅酸盐水泥+矿粉+石膏配制的新型水泥，所用原料皆为正规厂家生产的合格产品。
浅谈混凝土的硫酸盐侵蚀研究
第21卷 第12期 中 国 水 运 Vol.21 No.12 2021年 12月 China Water Transport December 2021收稿日期：2021-10-15作者简介：刘 姣，贵州大学 土木工程学院。
浅谈混凝土的硫酸盐侵蚀研究刘 姣，覃书豪，韦明瑞，彭定东，周 超，熊 汪（贵州大学 土木工程学院，贵州 贵阳 550000）摘 要：我国大多数水环境中都含有硫酸盐，由于硫酸盐的侵蚀导致混凝土结构破坏的案例数不胜数。
混凝土作为一种重要的建筑材料，在我们的生活中应用广泛。
多年来，国内外很多学者从各个方面对混凝土的硫酸盐侵蚀进行了大量研究。
本文根据以往文献内容，从研究历程、研究模型、试验方法、影响因素等方面进行归纳总结，以为今后混凝土硫酸盐的侵蚀试验研究提供一定的参考依据。
关键词：混土凝；硫酸盐；侵蚀；试验方法；影响因素中图分类号：TU503 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2021）12-0158-03混凝土自发明后应用发展迅速，是一种非常重要的建筑材料。
各种混凝土结构的服役环境复杂，环境中很多因素对混凝土的耐久性都产生着影响。
混凝土作为一种复杂的多孔结构体，容易受到环境中介质的侵蚀，使得混凝土成分性能发生改变，降低混凝土建筑的服役年限，严重损害人们的利益。
硫酸盐侵蚀混凝土是引起混凝土材料失效破坏的主要因素之一[1]。
研究混凝土的硫酸盐侵蚀对混凝土结构的使用安全及经济效益等方面有重要意义，学者们不断开展研究，并取得了很大进展。
一、混凝土的硫酸侵蚀研究进程Michalis 是研究混凝土硫酸盐侵蚀的第一个人，他在1892年时发现被侵蚀的混凝土中存在一种针粒状晶体，叫做“水泥杆菌”，就是使硬化混凝土开裂的水化三硫铝酸钙[2]。
从20世纪50年代开始，我国开始了对混凝土硫酸盐侵蚀的各类研究。
有学者对不同性能的混凝土硫酸盐侵蚀进行研究，潘海勃[3]开展了硫酸盐侵蚀下防腐型高延性混凝土力学性能试验研究；杨春景等[4]对不同掺量的玄武岩纤维轻骨料混凝土（BF-LAC）进行不同龄期的硫酸盐侵蚀试验，研究BF-LAC 在硫酸盐侵蚀环境下的力学性能和劣化程度；董文津[5]通过室内模拟试验探讨了干湿条件下透水型生态混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。
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。
硫酸盐侵蚀环境下基于B3模型的混凝土抗压强度时效分析
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硫 酸 盐侵 蚀 环 境 下基 于 Ｂ ３模 型 的混 凝 土 抗 压 强 度 时 效 分 析
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贺志远 滕 海文 ’ 赵 卓。 李 晖
（ １ ． 北京工业大学土木工程系 ， 北京 １ ０ ０ １ ２ ４；
２ ． 北京工业大学城市与工程安全 减灾 省部共建教育部重点实验室 ， 北京 １ ０ ０ １ ２ ４ ； ３ ． 郑州大学土木工程系 ， 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘
要
基于Ｂ ３模 型 ， 建 立 了持 续荷 载 下 混凝 土 抗 压 强度 的 时效 模 型 。通过 考 虑持 续荷 载 和硫 酸盐
共 同作 用对 混凝 土截 面有效 应 力的影 响 ， 建 立 了持 续荷 载 和硫 酸 盐共 同作 用 下混 凝 土抗 压 强度 的 时效 模 型 。经分 析 ， 持 续荷 载和环 境 因素是 影响 混凝 土抗压 强度 时效水 平主要 的 因素 ， 而混凝土 强度等 级对
ｍｅ ｎ ｔ ａ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍｅ － ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ；ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｇ ｒ ａ ｄ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｈ ａ ｓ ｌ ｉ ｔ ｔ ｌ ｅ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ・ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ．