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。
近几十年以来，国内外屡次发生因混凝土结构耐久性不足而造成的结构功能提前失效甚至破坏崩塌的事故，给人类造成了巨大的经济损失和生命财产安全问题。在1987年美国国家材料顾问委员会的报告中，大概有25.3万座混凝土桥面板出现不同程度的破坏，其中部分使用不到20年，并且还将以每年3.5万座的速度增。《中国腐蚀调査报告》（2003年版）中显示：我国年腐烛损失约为5000亿元。
1991年召开的第二届混凝土耐久性国际会议上，美国混凝土协会荣誉退休教授P.K Mehta曾在题为《混凝土耐久性一五十年进展》的报告中指出“当今世界，混凝土破坏的原因，按重要性递降顺序排列是：钢筋锈蚀、寒冷气候下的冻害、腐蚀环境的物理化学作用。”其中第三个原因主要是由硫酸盐侵蚀引起。硫酸盐在我国分布广泛，主要存在于盐渍土、地下水以及空气中。全国约有3693万公顷盐馈土，占全国可利用土地面积的4.88%。
随着各种特殊结构和高层结构的快速发展，对基础的要求也越来越严格，桩基础己成为当前各类建筑结构的的常用基础类型。混凝土桩分为预制桩和灌注桩，与混凝土预制桩相比，混凝土灌注桩具有如下几个特点：①适用性好，现场施工，桩长和持力层几乎不受地质条件的影响；②噪音小、工序少，避免了工厂制作和运输；
③造价相对较低，设计时不需要考虑运输、吊装等受力的影响，设计用钢量减少，也不存在接桩造成旳费用。有资料表明，在桩端土为粘性土时灌注柱的造价比预制桩减少约7%。由于上述几个特点，灌注桩己经成为应用最广泛的基础形式之一。
混凝土抽长期埋在地下与土壤和地下水直接接触，会受到来自土壤和地下水中的各种腐蚀介质的侵蚀，影响混凝土桩的使用寿命，给上部结构带来安全隐患。尤其是混凝土灌注桩，采用现场浇筑而且属于地下隐蔽工程，施工质量较难以保证，混凝土在凝结硬化前就可能与腐蚀介质接触，也无法在灌注桩的表面涂刷防腐蚀材料。这一系列的特点使得混凝土灌注桩受到的各类腐烛介质的侵独影响可能会更加严重。现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》对灌注柱在各类腐蚀环境下的使用及采取的相应防腐蚀措施做了明确规定，并且禁止灌注柱在强腐烛环境中使用。
在土木工程中除了混凝土灌注柱以外，险道、地铁、桥梁等地下工程也面临着新拌混凝土直接接触腐蚀性介质而受到腐蚀的问题。因此，对新拌混凝土和硬化后的混凝土在腐蚀介质中进行抗腐蚀对比试验研究，不但是房屋建筑的需要，也是铁路、公路、市政等大量土木工程的需要。
国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》的颁布实施，限制了混凝土灌注桩的使用范围，鉴于我国盐绩土分布范围之广、地下硫酸盐等腐蚀介质含量之多，特别是我国西北地区甘肃、青海、宁夏以及东部沿海一带。在这些地区严格执行规范的要求有可能大大增加工程量及工程造价，但是直接使用灌注桩可能无法保证结构使用的安全问题。
通过对新拌混凝土进行抗硫酸盐侵蚀试验，采用长期浸泡的试验方法，更加直
观的表现灌注桩与外界环境接触的实际情况。
三、混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理及类型
混凝土硫酸盐侵蚀破坏的实质，是环境水中的SO
4
2-进入混凝土内部，与水泥中
的Ca(OH)
2
发生反应生成难溶性物质，这些难溶性物质产生体积膨，从而使混凝土结构产生破坏。混凝土硫酸盐侵蚀可以分为两大类:物理性侵蚀和化学性侵蚀。
混凝土酸盐物理性侵蚀，实际上是混凝土在潮湿状态下，通过毛细作用吸进各
种可溶性溶液，在干燥条件下经蒸发、浓缩而结晶。混凝土中的Na
2SO
4
和MgSO
4
从
水中结晶，形成Na
2SO
4
·10H
2
O和MgSO
4
·7H
2
O晶体。这个过程体积膨胀了4-5倍，
产生的膨胀压力超过混凝土的抗拉强度时，就引发混凝土的开裂与破坏，这种破坏通常发生在干湿循环区。
(1) 钙钒石结晶型
海水、工业污水中的SO
42－通过微小裂缝与水泥石中的Ca(OH)
2
发生反应生成二
水石膏，二水石膏进一步与水泥石中的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，反应方程式为
Na
2SO
4
·10H
2
O+Ca(OH)
2
→ CaSO
4
·2H
2
O+2NaOH+8H
2
O
3(CaSO
4·2H
2
O)+3CaO ·Al
2
O
3
·6H
2
O +19H
2
O →3CaO·Al
2
O
3
·3CaSO
4
·31H
2
O
高硫型水化硫铝酸钙晶体中含有大量的结晶水，体积膨胀可达1.5倍，使得固相体积明显增大，引起混凝土结构开裂。
(2) 石膏结晶型
当侵蚀溶液中SO
42－的质量浓度大于1000mg/ L时，渗入混凝土毛细孔SO
4
2－与水
泥石中的Ca(OH)
2
作用生成石膏。反应方程式为
Ca(OH)
2+ SO
4
2－+2H
2
O →CaSO
4
·2H
2
O +2OH－
Ca(OH)
2
转变为石膏后体积增大120%，在混凝土内部产生较大的膨胀压力，致使混凝土膨胀开裂，强度下降。导致混凝土强度和耐久性降低。
(3) 镁盐结晶型
在海水、地下水中含有硫酸镁时，水中的Mg2 +、SO
4
2－可以与水泥石中的水化产
物Ca(OH)
2
发生反应，反应方程式
MgSO
4+Ca(OH)
2
→Mg(OH)
2
+CaSO
4
3(CaSO
4·2H
2
O)+3CaO·Al
2
O
3
·6H
2
O+19H
2
O→3CaO·Al
2
O
3
·3CaSO
4
·31H
2
O
Mg(OH)
2是一种无胶结能力的松散物，侵蚀溶液中的 Mg2+、SO
4
2－与Ca(OH)
2
反应，
降低了水泥石的碱含量，破坏了水化硅酸钙等水化产物稳定存在的条件，使水化硅酸钙等水化产物分解生成水化硅酸镁和石膏。水化硅酸镁黏性差、强度低，而石膏和钙矾石晶体的生成可引起混凝土体积膨胀，产生膨胀压力，使混凝土结构表面开裂，导致混凝土性能进一步劣化。
(4) 碳硫硅钙石结晶型
在湿冷的条件下(环境温度低于15℃) ，在硫酸盐和碳酸盐的共同作用下，侵蚀溶液与水泥石中的水化硅酸钙作用生成无胶凝性的碳硫硅钙石晶体，降低水泥石强度。反应方程式为
3CaO·2SiO
2·3H
2
O + 2(CaSO
4
·2H
2
O)+2CaCO
3
+24H
2
O →2Ca
3
SiSO
4
CO
3
(OH)
6
·12H
2
O + Ca(OH)
2
四、混凝土硫酸盐侵蚀的影响因素
影响混凝土硫酸盐侵蚀的因素很多,按材料、环境和相互作用途径概括起来分为：混凝土本身的性能、侵蚀溶液和环境条件。
（一）影响混凝土硫酸盐侵蚀的内因
混凝土本身的性能是影响混凝土抗硫酸盐侵蚀的内因,它不仅包括混凝土水泥品种、矿物组成、混合材掺量,而且还包括混凝土的水灰比、强度、外加剂以及密实性等。
（1）水泥品种
不同品种的水泥配制的混凝土具有不同的抗硫酸盐侵蚀的能力。混凝土的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C
3
A 和
C 3S的含量,因为C
3
A水化析出水化铝酸钙是形成钙矾石的必要组分,C
3
S水化析出的
Ca (OH)
2是形成石膏的必要组分。降低C
3
A和C
3
S的含量也就相应地减少了形成钙矾
石和石膏的可能性,从而可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀的能力。抗硫酸盐水泥的
C 3A<5% ,C
3
S<50% ,C
3
A+C
4
AF<22% ,高级抗硫酸盐水泥的C
3
A<3.5% ,这两种水泥的C
3
A
含量较低,所以抗钙矾石结晶侵蚀破坏的能力较强。但是,它们不能解决所有的硫酸盐侵蚀问题,而对石膏结晶侵蚀起关键作用的是水泥石中Ca(OH)
2
的多少,混凝土的强度,密实性和环境条件等。
（2）混凝土的密实性和配合比
混凝土的密实度对其抗硫酸盐侵蚀性能力具有重大影响。混凝土的密实度越高,即使混凝土的孔隙率越小,那么侵蚀溶液就越难渗入混凝土的孔隙内部,因而在水泥石孔隙内产生的有害物质的速度和数量必然减少,另外,混凝土的密实度越高,也会使混凝土的强度提高,因此合理设计混凝土的配合比是非常必要的。尤其是降低水灰比,掺适量的减水剂可使混凝土的密实度增大,从而显著地提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀的能力。
（二）影响混凝土硫酸盐侵蚀的外因
影响混凝土抗硫酸盐侵蚀的外因主要有:侵蚀溶液中的SO
4
2-浓度及其它离子的浓度、pH 值以及环境条件如水分蒸发、干湿交替和冻融循环。
五、混凝土硫酸盐侵蚀的判定指标
（一）考虑因素
研究混凝土硫酸盐侵蚀破坏标准时,必须综合考虑以下几个因素：
（1）试件的表观情况；
（2）试件的重量变化、长度变化、体积密度变化和孔隙率的变化；
（3）试件的强度、弹性模量的变化。
（二）试验方案
鉴于混凝土硫酸盐侵蚀的复杂性和现有各种试验方法由于各种原因导致试验结果存在不稳定性和不合理性,本试验方案收集了国内外普遍使用的各种硫酸盐侵蚀的试验方法。方案如下：
1 快速法
快速法参照的是水泥硫酸盐侵蚀快速试验方法（GB/T 2420-1981）,又稍作改动,分别采用了标准砂（0.5-1mm)、实际用砂(保留小于2.36mm)、实际用砂(0.6-1.18mm),每种砂中采用的胶凝材料分别有纯水泥、粉煤灰等量取代10%、15%、20%、25%、30%、外加防腐剂1.5%、2%、2.5%、6%、8%等几种配合比,试件规格为10mm*10mm*60mm长方体小试件,压力成型,成型压力80Kg/cm2,标准养护1d拆模,50℃养护箱养护7d,分别进行清水和3%硫酸钠溶液浸泡,浸泡时间为28d,测抗折强度,浸泡期间用稀硫酸滴定保证硫酸钠溶液PH值为7左右,最后用处理后的浸泡溶液试件抗折强度与泡清水试件抗折强度的比值作为抗蚀系数,以此来判断胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性。
后来由于标准方法结果的不尽人意又补做了采用不同成型压力的,分别做了压力是0只用刀片插捣和40Kg/cm2的试件,采用标准砂,每种压力的胶凝材料分别纯水泥、等量取代10%、20%、30%的粉煤灰、外掺1.5%、2%、2.5%的防腐剂。压力为0Kg/cm2的浸泡28d测抗折,压力为40Kg/cm2浸泡56d测抗折,其他都与原规范一致。
2 膨胀法
膨胀法即按照硅酸盐水泥在硫酸盐环境中的潜在膨胀性能试验方法（GB/T 749-2001)来做的,因该方法明确规定不适和掺加混合材的水泥,这里还是采用,数据供参考。胶凝材料分别有纯水泥、粉煤灰等量取代10%、15%、20%、25%、30%、外加防腐剂1.5%、2%、2.5%等几种配合比,在胶凝材料中掺加石膏,使混合料中SO
3
含量(质量百分比)达到7%,混合料与砂的比为1：2.75,水灰比为0.485,试件规格为25mm*25mm*280mm长方体,两端预埋钉头以便测长,用刀片插捣成型,试体养护
22-23h脱模,脱模后将试件放在水中至少养护30min测初长L
,测完初长后水平放入
20士1℃水中继续养护,14d、42d、70d后测L
t ,根据P
t
=(L
t
-L
)*100/250算出膨胀率,
通过膨胀率来评估胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能。
3 干湿循环法I
干湿循环法I参照《普通混凝土长期性能与耐久性试验方法标准》修订方案采用100mm*100mm*100mm立方体混凝土试件,成型1d后拆模,拆模后标准养护28d,压一组作为基准强度,后面几组分别进行30次、50次、70次干湿循环,测量的指标有抗压强度比(抗压侵蚀系数)、质量变化,循环的制度为20℃士1℃5%硫酸钠溶液浸泡16h,取出晾干1h,放入80℃烘箱烘干6h,常温下自然降温1h为一个循环24h。每次取出试件后测试溶液PH值,用硫酸滴定使值保持在7左右。
另外,为了考察温度和侵蚀溶液的浓度对侵蚀的影响分别准备几组试件进行在10℃和40℃的环境中浸泡,及用3%和7%的硫酸钠溶液浸泡。这些试件也进行30、50、70次干湿循环。
4 干湿循环法II
干湿循环法II采用40mm*40mm*160mm长方体试件,粗集料粒径5-10mm,成型1d 后拆模,留一组进行28d标准养护,作为基准试件,其余试件80℃养护箱养护7d后进行干湿循环,循环制度与干湿循环法I一样,分别进行15、30、40、50次干湿循环,测试指标有抗折侵蚀系数、抗压侵蚀系数、质量变化。
5 氯离子渗透试验
硫酸盐的反复物理结晶循环可能比硫酸盐化学反应结晶膨胀对混凝土的损害更大,而硫酸盐在混凝土物理结晶的剧烈程度与混凝土的渗透性直接相关,前面的试验都是从胶凝材料角度或者用混凝土浸泡的方法来考察混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能,这里准备考察混凝土的渗透性,考察其与混凝土抗硫酸盐侵蚀的相关性。混凝土的渗透性大时,侵蚀性介质在其中的扩散系数就大,因此侵蚀性介质在混凝土中的扩散系数的大小可以很好的反映混凝土渗透性的高低。这里采用测试较简便的氯离子扩散系数来衡量混凝土的渗透性。
在测试氯离子渗透系数时采用的是中国土木工程学会标准CCES2004-01中的混凝土氯离子扩散系数快速检测的NEL法,检测步骤如下:
（1）配制溶液:用分析纯NaCl和蒸馏水搅拌配制4mol/L的NaCl盐溶液,静停8h以上备用。
（2)试样制备:将待测混凝土试件(可为指定龄期的试件或钻取芯样),切去表面层2cm以避免浮浆层的影响,然后切成100mm*100mm*50mm或φ100mm*50mm的试样,上下表面应平整；取其中三块,用千分尺量取试样中心厚度。
（3)真空饱盐：将5cm厚的混凝土试样垂直码放于NEL型混凝土快速真空饱盐装置的真空室中,试样间应留有间隙。密闭真空室并开动真空泵和气路开关,在真空表显示值小于-0.05MPa的压力下保持6h后,断开气路,导入4mol/L的NaCl溶液至液位指示灯灭,关闭水路开关,再打开气路开关,抽真空至上述真空度并保持2h。关闭真空泵和所有开关,继续保持试样浸泡于真空室的状态至24h为止(从开始抽真空时计)。每次饱盐毕,应及时更换真空泵油(若用无油泵,则需检查工作状态是否正常),并清洗真空室。
:擦去饱盐试样侧面盐水并置于试样夹具中两
(4)NEL法量测氯离子扩散系数D
NEL
电极间（如果混凝土试样表面略不平整,可在两电极与试样表面各加一浸有4mol/L NaCl的80目铜网）,用NEL型混凝土渗透性电测仪进行量测,混凝土渗透性电测仪
值。
可自动调节电压,直接给出该混凝土试样中氯离子扩散系数D
NEL
(5)NEL法数据处理和混凝土渗透性评定:取三块平行试样的氯离子扩散系数平均值作为该混凝土中氯离子扩散系数值:若三块平行试样的测定值与平均值的偏差均超过15%(试样本身误差),则需重新进行检测。NEL法建议评价标准:
干湿循环法I和干湿循环法II中的混凝土都进行氯离子渗透试验、试验龄期为90d,测得氯离子渗透系数取平均值。
六、防止或减轻混凝土硫酸盐侵蚀的方法
由以上混凝土硫酸盐侵蚀机理的分析可以看出,导致混凝土硫酸盐侵蚀的内因
主要是水泥石水化铝酸钙、Ca(OH)
2和毛细孔,外因则是侵蚀溶液中存在SO
4
2-。因此,
防止或减轻混凝土硫酸盐侵蚀的方法主要有:
(一）合理选择水泥及掺合料品种
配制抗硫酸盐侵蚀的混凝土,应根据侵蚀环境的特点,合理选择水泥品种。选C
3
A 含量低的水泥(如抗硫酸盐水泥)和掺活性混合材水泥(如矿渣水泥) ,但并非所有的活性混合材都能提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,掺碱性矿渣混凝土具有优异的抗硫酸盐侵蚀能力,而掺酸性矿渣则很差。当采用火山灰质或粉煤灰掺料与抗硫酸盐水泥联合使用时,配制的混凝土对抗硫酸盐侵蚀有显著的效果。掺硅粉等超细混合材的混凝土,其抗硫酸盐侵蚀能力也大大提高。
粉煤灰由于其化学成分、矿物组分及颗粒形态等特征, 在混凝土中主要产生 3 大效应, 即活性效应( 火山灰效应) 、形态效应及微集料效应。
活性效应: 粉煤灰中的活性氧化硅和活性氧化铝能与混凝土中的氢氧化钙反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙:
xCa(OH)
2+ SiO
2
+ mH2O= xCaO·SiO
2
·mH
2
O
yCa(OH)
2+ Al
2
O
3
+ nH2O= yCaO·Al
2
O
3
·nH
2
O
使混凝土中氢氧化钙浓度降低,石膏及钙矾石生成数量相应减少,缓解了结晶膨胀,随着掺量的增加,这种缓解作用越发明显；同时,此反应消耗了混凝土中薄弱的Ca(OH)
2
结晶,大大降低了混凝土内部孔隙率,改善了混凝土孔结构,提高了混凝土的密实性。
形态效应: 粉煤灰由大小不等的球状玻璃体组成, 其表面光滑致密,在混凝土中具有滚珠轴承的作用；同时,粉煤灰微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之中,阻止了水泥颗粒粘聚,减少用水量,提高混凝土的密实度。
微集料效应:粉煤灰微细颗粒填充到未水化水泥颗粒之间,改善混凝土的微观结构,增强混凝土的密实性。
（二）提高混凝土密实性
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。大量事实证明降低W/C ,提高密实度可显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。因此,在施工中应合理设计混凝土的配合比,降低W/C ,改善集料的级配,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。
混凝土的孔隙系统也是混凝土抗硫酸盐侵蚀的重要影响因素，混凝土出现硫酸盐侵蚀破坏现象主要是由于外部环境中的硫酸根离子通过与外界连通的孔道进入混凝土并与水泥的水化产物反应生成膨胀性物质或结晶出现结晶应力，当膨胀应力或结晶应力超过混凝土的抗拉强度时就会引起破坏。致密性好，孔隙含量少且连通孔少的混凝土可以较好地抵抗硫酸盐侵蚀。而混凝土的孔隙率及孔分布又与混凝土各原材料及其配比、混凝土密实成型工艺、养护制度等多种因素有关。掺入适量的粉煤灰和矿粉，优化了胶凝材料的微级配，同时粉煤灰的微集料效应得以显现，粉煤灰的微细颗粒均匀分布在水泥浆体内，填充孔隙和毛细孔，大大改善了混凝土的孔结构，增大了混凝土的密实度，使得外界的硫酸盐进入混凝土内部的速度大大降低，从而增加了混凝土的抗硫酸盐性能，这一点也是粉煤灰比矿粉更能够提高混凝土抗硫酸盐腐蚀性能的原因。
（三）采用高压蒸汽养护
采用高压蒸汽养护能消除游离的Ca(OH)
2,同时C
2
S 和C
3
S都形成晶体水化物,比
常温下形成的水化硅酸钙要稳定得多,而C
3A则水化成稳定的立方晶系的C
3
AH
6
代替
了活泼得多的六方晶系的C
4AH
12
,变成低活性状态,改善了混凝土抗硫酸盐性能。
（四）增设必要的保护层
当侵蚀作用较强上述措施不能奏效时,可在混凝土表面加上耐腐蚀性强且不透水的保护层(如沥青、塑料、玻璃等)。在实际工程中应用最多的是硅烷防水剂。
硅烷防水剂是一种透明、无味、无毒、无腐蚀的液体。与基材作用时，释放出乙醇并与基材结合转化为有机硅树脂聚合物，最终在基材的毛细孔表面形成一层憎水的硅树脂膜，从而阻止水份和有害物离子渗透到基材内部,达到防水保护的目的，提高建筑建材的强度，延长建筑的使用寿命，降低建筑的维修成本，缩短防水的施工周期。该产品是目前国际市场上的一种新型、环保、高效、理想的防水保护材料。
（1）极佳的渗透度
硅烷防水剂含有独特的硅烷小分子，能迅速渗透基材内部的毛细孔壁上。化学反应速度适中，从而拥有极佳的渗透能力和渗透深度。对表面处理过其它防水材料的基材。
（2）刚柔的防水层
硅烷防水剂与空气中的水汽和基材的中水分反应生成的憎水硅树脂，能与基材牢固有机结合，形成坚固、刚柔的防水层。
（3）优异的抗开裂能力
硅烷防水剂与基材反应形成的硅酮高分子，是一种胶状物质有着优异的弹性和
拉伸强度，能够防止开裂且能够弥补0.2mm的裂缝。
（4）独特的自我修复能力
当防水层表面由于非正常原因导致破损（如外力作用），其破损面上的硅烷与水分继续发生新的反应，使破损表面的防水层得到自我修复。
（5）独特的透气性能
处理后的基材形成了远低于水的表面张力，并产生毛细逆气压现象，形成单向透气防止水分浸入的特殊防水层。
（6）防水基材的表面不留任何涂层膜
涂刷基材后，不改变基材摩擦系数，有助于提高基材强度，保持原有外观，环保，安全、健康。
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[6]高立强，李固华.西南交通大学硕士学位论文[D],2008年.
污水环境下混凝土腐蚀研究
污水环境下混凝土腐蚀研究 污水环境下混凝土要受多种因素的影响而劣化严重影响结构的耐久性。本文分析了不同结构所受的腐蚀及其腐蚀的机理，为防腐设计和维修提供参考。 在现实生活中，许多混凝土结构由于长期受酸碱等化学品、污水、工业废气、紫外线、固体颗粒的流动磨损、冲刷等作用，存在着磨蚀、渗透式涨裂等物理侵蚀，同时也存在着酸碱腐蚀、大气腐蚀、菌藻类微生物腐蚀等多种复杂的腐蚀形态，还要经历一年四季的温差变化，从而过早劣化。 污水环境下混凝土劣化因素分析： 污水主要有生活污水和工业废水。生活污水中含有大量的洗涤用品、粪便、化妆品、泔水等。工业废水主要来自化工、制药、石化造纸等行业含有大量的腐蚀性和有害性化学物质。这些废水如果不经过处理而直接与混凝土构筑物接触，将会直接对混凝土构筑物产生腐蚀。 混凝土属于非均质、多孔性物质表面布满了大量孔隙，腐蚀介质通过孔隙进入混凝土内部，与混凝土发生反应，使其结构松散，并为钢筋腐蚀创造了条件，同时液体流速、温度、干湿交替变化、环境、温差、冻胀等均可加剧混凝土的腐蚀进程。 宗上所诉，污水环境下混凝土的劣化因素主要有：物理破坏、化学破坏、微生物腐蚀。下面就对三种劣化因素分别详解。 一、物理破坏 1、盐结晶胀裂 在液面以上的部位（如桥墩在水面以上的部位），由于毛细作用混凝土孔隙中充满了液体，当水位及环境温度变化时，液体中的盐析出，在一定温度和湿度环境下转化为结晶水化物，体积膨胀，破坏混泥土结构。 2、冻融破坏 混凝土的饱水状态主要与所处的自然环境有关。在大气中使用的混凝土，其含水量未达到该极限值，从而几乎不存在冻融破坏的问题。而处在潮湿环境中的混凝土，其含水量明显增大，最不利的是水位变化区，混凝土的表面含水量通常大于其内部的含水量，且受冻时其表面温度均低于内部温度，因而冻害往往会从表层开始逐渐的深入发展。 二、化学破坏 1、中性化反应 混凝土是碱性物质，与酸发生反应导致其强度降低甚至丧失。最为常见的是碳化反应，空气中的CO2扩散到混凝土的毛细孔中，与水泥水化产生的氢氧化钙、水化硅酸钙、及未水化的硅酸三钙、硅酸二钙相互作用，形成碳酸钙，使混凝土碱度降低，影响其胶结能力，从而使混凝土的强度降低甚至丧失。且碳化过程释放出水化物中的结晶水，使混凝土产生不可逆的收缩，碳化过程若在约束条件下进行，往往引起混凝土表面微裂纹，因而又加剧了混凝土碳化过程。碳化过程使混凝土变脆，延展性变差。 2、硫酸盐侵蚀 硫酸盐侵蚀破坏是一个复杂的物理化学过程，其实质是外界侵蚀介质中的SO42- 进入混凝土的孔隙内部，与水泥石中的Ca(OH)2发生化学反应，生成石膏，由此导致水泥水化物（CSH）分解，生成不溶性且无胶结作用的S i O2胶体，石膏则与混凝土中
浅谈如何提高混凝土的硫酸盐的腐蚀性
浅谈如何提高混凝土的耐硫酸盐腐蚀性 中铁大桥局集团有限公司兰武二线项目部二工区施忠张家升 提要：我国的西北、西南和沿海的许多地区地下含硫酸盐的水对混凝土有侵蚀性。分析原因，导致混凝土被侵蚀破坏主要有物理性侵蚀和化学性侵蚀两个方面。在施工黄河特大桥时，我们采取在混凝土中掺WQ系列的防腐剂以及其他相关措施，提高混凝土耐硫酸盐的腐蚀，取得较好的效果。可以推广使用WQ系列防腐剂，提高混凝土工程耐侵蚀性和工程质量。 关键词：混凝土环境地下水硫酸盐耐腐蚀 一、概述 1、自然界中使用的混凝土，由于受环境条件的影响，可能引起混凝土性能的变化，我国的西北、西南和沿海的许多地区，地下水和土壤中含有大量硫酸盐、镁盐和氯化物。由于混凝土在这种环境中使用遭受这些有害离子的侵蚀，引起硬化后水泥成分的变化，使其强度降低而遭破坏。如干湿循环、高温、低温的交替，都能使多孔结构的混凝土产生破坏，甚至导致完全崩溃。 2、我们施工的兰武铁路二线工程河口黄河特大桥地处我国的西北，位于黄河的上游段兰州西固区河口乡境内，桥位上游 1.5公里为八盘峡水库大坝，本桥处于水库影响区内。水库的畜、放水对桥位处流量影响很大，水位涨落幅度在 1.5-2.5米之间。桥位处于西北寒冷干燥地区，冬季最冷月月平均气温在-10℃，日温差较大，一般10—20℃之间。据水文地质勘测显示沿桥向有一跨越黄河支沟，该沟汇水面积较大，常年流水，水量平时不大，水质对混凝土工具硫酸盐强腐蚀性，黄河支沟从桥的22号墩、23号墩中间穿过，因此对22号、23号墩砼影响最大。本桥其它墩台处于硫酸盐中等腐蚀性区。在这种环境中使用的混凝土很容易遭受这些不利因素的影响，使混凝土的强度降低而破坏，甚至完全崩溃。 3、为了防止混凝土遭受硫酸盐侵蚀我们采取了选择C3A含量较低、水泥标号较高的水泥、严格控制骨料的级配、尽量掺入磨细粉料、在混凝
普通水泥混凝土配合比参考表
合比没有区分。 2、当掺和掺合料时，釆用内掺法可等量或超量取代，最大取代量应根据掺 合料性能进行强度对比实验结果而定。 3、配制流态性混凝土时，参考配比试验所采用的是减水率在15%以上的高效 减水剂。 4、参考配比试验所有砂石为丨丨区中砂，石子为5-31. 5mm的连续级配的碎 石。 水泥标号 百科名片 水泥的标号是水泥“强度”的指标。水泥的强度是表示单位面积受力的大小，是指水泥加水拌和后，经凝结、硬化后的坚实程度（水泥的强度与组成水泥的矿物成分、颗粒细度、硬化时的温度、湿度、以及水泥中加水的比例等因素有关）。水泥的强度是确定水泥标号的指标，也是选用水泥的主要依据。测定水泥强度的方法用前是“软练法”。目录 展开 基本信息 此法是将1： 3的水泥、（福建平潭白石英砂）及规定的水，按照规定的方法与
水泥拌制成软练胶砂，制成7. 07 X 7. 07 X 7. 07厘米的立方体抗压试块与8字形抗拉试块，在标准条件下进行养护，分别测定其3天、7天及28天的抗压强度和抗拉强度，以分组试块的28天平均抗压强度来确定水泥的标号，但3天、7天的技压强度也必须满足规定的要求。 目前我国生产的水泥一般有225#、325#、425#、525#等儿种标号。生产不同标号的水泥，是为了适应制做不同标号的混凝土的需要。 水泥的标号 标准 水泥的标号是水泥强度大小的标志，测定水泥标号的抗压强度，系指水泥砂浆硬结28d后的强度。例如检测得到28d后的抗压强度为310 kg∕cm2, 则水泥的标号定为300号。抗压强度为300-400 kg∕cm2者均算为300号。普通水泥有：200、250、300、400、500> 600六种标号。200号-300号的可用于一些房屋建筑。400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要路面和制造预制构件。 关于水泥标号的用法，其实并没有非常精细的规定，一般来说，设计图纸中会给出明确的规定。 在民用建筑工程中，一般用的比较多的是普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。 标号一般常用的有，。 有325的和425的325的250元一300元425的360—450元品牌，地区不一样价格就不一样 关于水泥标号
混凝土的耐久性研究
混凝土的耐久性研究 摘要：随着城市化建设力度加快，混凝土以价格低廉、性能优越在基础设施中成为了首选的施工材料，具有用量大、用途广等特点。对于混凝土结构，它的耐久性是施工质量以及安全的重要保障[1]。碳化、钢筋腐蚀、冻融及碱-骨料反应等构成混凝土耐久性的主要内容, 而耐久性与强度作为混凝土的两个重要指标，在施工与设计中，受各种因素影响，对混凝土耐久性的重视力度明显缺乏。针对这种情况，为了促进混凝土施工持续发展，必须在环境保护与基础设施上，提高混凝土施工的耐久性。本文从混凝土的抗冻性、混凝土的碳化、碱集料反应、耐磨性、钢筋锈蚀等5个方面对混凝土耐久性影响因素改善措施等方面进行了深度研究和探索,通过从结构形式、原材料、细节构造、工艺措施等方面进行综合对比，从施工、设计与维修上提升施工质量。 关键词：混凝土耐久性；抗冻性；碳化；钢筋锈蚀；碱骨料反应； Abstract:LiFePO4is an important cathode material for lithium-ion batteries. Regardless of the biphasic reaction between the insulating end members, Li x FePO4, optimization of the nanostructured architecture has substantially improved the power density of positive LiFePO4 electrode. The charge transport that occurs in the interphase region across the biphasic boundary is the primary stage of solid-state electrochemical reactions in which the Li concen-trations and the valence state of Fe deviate significantly from the equilibrium end members. Complex interactions among Li ions and charges at the Fe sites have made understanding stability and transport properties of the intermediate domains difficult. Long-range ordering at metastable intermediate eutectic composition of Li2/3FePO4has now been discovered and its superstructure determined, which reflected predomi-nant polaron crystallization at the Fe sites followed by Li+redistribution to optimize the Li Fe interactions. Keywords: cathode material; LiFePO4; lithium ion battery; metastable mesophase; Li2 / 3FePO4; solid material
混凝土抗腐蚀研究
混凝土抗腐蚀研究综述 工程造价2班201112079082 宋富阳 引言 混凝土和钢筋作为主要建筑材料，工业、民用、运输和其他建筑物、构筑物的建造中起了很大作用。用混凝土和钢筋混凝土建造的建筑物和构筑物中的很大一部分，在使用期间常常受到腐蚀介质的侵蚀。如果建筑物在建造时对结构材料不采取或不实施防腐措施，则腐蚀性介质就可能损坏建筑结构，甚至使其丧失使用价值。这对于工业构造物尤为密切，因为在工业构筑物中，建筑结构直接与液态、气态等介质接触，或者被产品和生产中排放的废料所污染。在有色冶金、化学、纸浆及其他工业部门中，约有20-70%的构筑物常常受到腐蚀性介质的作用，并由此引起结构材料的腐蚀。同样农业建筑物，它们会受到腐蚀性有机物的腐蚀。外部介质的腐蚀性越强，在建筑物进行设计、建造和使用是对其腐蚀作用考虑的越少，那么由腐蚀引起的结构损坏就越快和越深。据国外专家估计，由混凝土和钢筋的腐蚀造成的经济损失约占国民收入的1.25%。这些经济损失中不仅包括修复和重建建筑物的材料费用和工程造价，而且还包括产量上的损失，这是由于建筑结构不符合生产要求，或者在修理期间引起的正常生产的中断造成的。据调查，我国在五六十年代，由于要求早强或防冻而掺用过量氯盐的钢筋混凝土结构，因钢筋锈蚀引起混凝土顺筋开裂、剥落、构件破坏的事例屡有发生、八十年代，由于混凝上外加剂的应用不当或施工和原材料质量等原因，钢筋混凝士的腐蚀也不断出现。1981年调查的华南地区18座海港钢筋混凝土码头中，钢筋锈蚀破坏或不耐久的就占89 ，基本完好的只有2座。短的只使用七年，如珠江5万吨级油码头建于1974年，到1981己普遍出现顺筋裂缝，如珠江港一区码头建于1956年，到1981年己产生大面积的混凝土剥落，有资料表明，在英国因钢筋锈蚀需要更换钢筋或重建的钢筋混凝土结构占36 。美国仅州际公路网56万多座桥梁中，处于严重失效的就省9万多座，损坏率达16%，一般使用5年后就出现钢筋腐蚀破坏，每年损失数亿美元。混凝上中钢筋腐蚀引起结构过早的破坏，己愈来愈引起全世界工程界的严重关注。为了通过提高建筑结构在各种腐蚀性介质中的抗腐蚀性和耐久性，消除建筑结构局部的修复工作，以减少建筑中腐蚀给国民经济带来的损失。必须对于在各种腐蚀性介质作用卜混凝十的损坏及钢筋腐蚀过程的实质、钢筋混凝土结构的工作特性和受力状以及可以提供的防腐方法及其特性等，进行深入的研究 一混凝土腐蚀机理 与混凝土相接触的周围介质，如空气，水（海水，地下水）活土壤中含有不同浓度的额酸。盐，碱类侵蚀性物质时，当其进入混凝土内部，以之相关成分发生物理化学反应后，混凝土遭受腐蚀，逐渐发生绽裂剥落，进而引起钢筋腐蚀导致结构失效 混凝土腐蚀的原因和机理随侵蚀介质和环境条件而异，一般分为俩类 （1）溶蚀性腐蚀 水泥的水化物生成中，Ca(OH)2最容易被渗入的水溶解，又促使水花硅酸概等多碱性化合物发生水解，随后破坏低碱性水化产物（CaO,SiO2）等，最终完全破坏水泥石结构，某些酸盐溶液渗入混凝土，生成无凝胶型的松软物质，易被水溶蚀。水泥石的溶蚀程度随渗流速度增大溶蚀后，胶结能力减弱，混凝土材料的整体性被破 （2）结晶膨胀性腐蚀 含有硫酸盐的水渗如混凝土中，与水泥水化产物Ca(OH)2的化学作用生成石膏（CaSO4.2H2O）以溶液形式存在。石膏在和水化物铝硫酸盐起作用，形成多个结晶水的水化铝硫酸钙，体积膨胀，导致混凝土开列破坏
混凝土耐久性的主要因素与其提高的措施
混凝土耐久性的主要因素与其提高的措施 混凝土耐久性是指混凝土构件在长期使用条件下抵抗各种破坏因素作用而保持其原有性能的性质。近年来，随着混凝土技术的发展，高性能混凝土的研究与应用普遍得到人们的重视，混凝土耐久性的研究则是其核心的研究内容。 标签：混凝土耐久性；主要因素；提高措施 1.影响混凝土耐久性的主要因素 1.1混凝土的抗渗性 混凝土的抗渗性是指混凝土在压力水的作用下抵抗渗透的能力。如果混凝土的抗渗性不好、溶液性的物质能浸透混凝土、与混凝土的胶结材料发生化学反应而使混凝土的性能劣化。在钢筋混凝土中、由于水分与空气的渗透、会引起钢筋的锈蚀。钢筋的锈蚀导致其体积增大、造成钢筋周围的混凝土保护层的开裂与剥落、使钢筋混凝土结构失去其耐久性。渗透性对混凝土的抗冻性也有重要的影响。因为渗透性决定了混凝土可能为水饱和的程度。渗透性高的混凝土、其内部孔隙为水分充满、在水的冰冻压力作用下、混凝土内部结构更易于产生损伤与破坏。因此可以说、混凝土的抗渗性是其耐久性的第一道防线。混凝土与其微观结构的劣化和侵蚀性介质的传输有关、混凝土的渗透性取决于其自身的微结构和饱和水程度、是决定混凝土性能劣化的关键因素。因此可能通过检测混凝土的渗透性来评估其耐久性。 1.2混凝土的抗冻性 混凝土的抗冻性决定于水泥石的抗冻性和骨料的抗冻性。从冰冻对水泥石和骨料的作用可以看出诸多因素影响混凝土的抗冻性。这些因素包括：水分迁移路径的距离、混凝土的孔结构、混凝土的饱和度、混凝土的抗拉强度以及冷却速度等。提高混凝土的抗冻性可以采用以下措施； （1）引气：这是因为在水泥石受到冻融作用时、水分迁移所引起的压力、可以由引入的微细气泡得到释放。一般说来、混凝土的抗冻性随着阴气量的增加而增加。而当含气量一定时、气泡尺寸、气泡数量和气泡的间距都会影响混凝土的抗冻性能。 （2）控制水灰比：水泥石内的大孔隙量与水灰比和水化程度有关。一般说来、水灰比小、水化程度高则水泥石中的孔隙越少。由于表面张力的原因、大孔隙内的水比小孔隙内的水更易于結冰、因此、在同等条件下、水灰比大的水泥石内可结冰的水更多、发生冻融破坏的几率更大。 （3）降低饱和度：混凝土的饱和度对冻融破坏有很大的影响、干燥的或部分干燥的混凝土不容易受到冻融破坏。一般存在一个临界饱和度、当混凝土的含
硫酸盐侵蚀环境因素对混凝土性能影响
硫酸盐侵蚀环境因素对混凝土性能影响 硫酸盐的侵蚀环境给混凝土的耐久性能带来严重的影响，在工程施工中应用的混凝土原料一般处在各种硫酸盐的环境中，如浓度、温度、干湿循环等。基于此，本文分析了硫酸盐对混凝土结构产生腐蚀的原理，展开了抗硫酸盐腐蚀性能方面的实验，为更好地提升混凝土的性能打下了基础。 标签：硫酸盐；侵蚀环境；混凝土；性能影响；研究 硫酸盐的侵蚀主要指在硫酸盐如硫酸钙、硫酸钠、硫酸镁等侵入水泥的混凝土时，会和水泥里的氢氧化钙与水化铝酸钙生成化学反应，而且因为氢氧化钙的浓度逐渐下降，导致水化矿物发生分解，进而生成硫铝酸钙和石膏，使体积变大，混凝土瓦解。 1、硫酸盐侵蚀对混凝土构造的腐蚀原理分析 1.1硫酸钠对混凝土的侵蚀原理 硫酸钠最先侵蚀的是Na2S04；和水泥的水化产物Ca（OH）发生化学反应，生成石膏（CaS042H20），再和单硫式的硫铝酸钙与含铝的胶体发生化学反应并生成次生钙矾石，因为钙矾石带有较强的膨胀性，因此会导致混凝土表面产生较大的裂痕。其化学反应式见下： Ca（OH）2+Na2S04 ·10H2O CaSO4 ·2H2O + 2NaOH+8H2O 2（3Cao·Al2O3·12H2O）+ 3（Na2SO4·10 H2O） 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32 H2O + 2Al（OH）3+6NaOH+16H2O硫酸钙只会和水化的铝酸钙发生化学反应，生成硫铝酸钙。若侵蚀溶液里的S042-浓度超过1000mg/L的时候，水泥石的毛细孔如果被饱和的石灰溶液填满，既会生成钙矾石，又会在水泥石中析出二水石膏的结晶。从氢氧化钙变化成石膏，体积会扩大到原来的二倍，导致混凝土由于内应力太大而膨胀。石膏膨胀破坏的特征是试件没有产生粗大的裂纹，但是全体溃散。 1.2硫酸镁对混凝土的侵蚀原理 硫酸镁除了可以侵害水化的铝酸钙与氢氧化钙，还可以与水化的硅酸钙发生化学反应，其化学反应式为：3CaO·2SiO2·aq + MgS04 · 7H2O CaSO4·2H2O+Mg （OH）2+SiO2·aq 上面的化学式生成的Mg（0H）2和NaOH不一样，其溶解度较低（0.01g/L），而Ca（OH）2为1.37g/L，饱和溶液的PH值为10.5，而Ca（OH）2为12.4 ，NaOH为13.5，在这种情况下，钙矾石与C-S-H都是很不稳定的，较低PH值的
混凝土配合比
混凝土配合比 轻混凝土是指表观密度小于1950kg/m3的混凝土。可分为轻集料混凝土、多孔混凝土和无砂大孔混凝土三类。轻混凝土的主要特点为： 1．表观密度小。轻混凝土与普通混凝土相比，其表观密度一般可减小1/4～3/4，使上部结构的自重明显减轻，从而显著地减少地基处理费用，并且可减小柱子的截面尺寸。又由于构件自重产生的恒载减小，因此可减少梁板的钢筋用量。此外，还可降低材料运输费用，加快施工进度。 2．保温性能良好。材料的表观密度是决定其导热系数的最主要因素，因此轻混凝土通常具有良好的保温性能，降低建筑物使用能耗。 3．耐火性能良好。轻混凝土具有保温性能好、热膨胀系数小等特点，遇火强度损失小，故特别适用于耐火等级要求高的高层建筑和工业建筑。 4．力学性能良好。轻混凝土的弹性模量较小、受力变形较大，抗裂性较好，能有效吸收地震能，提高建筑物的抗震能力，故适用于有抗震要求的建筑。 5．易于加工。轻混凝土中，尤其是多孔混凝土，易于打入钉子和进行锯切加工。这对于施工中固定门窗框、安装管道和电线等带来很大方便。 轻混凝土在主体结构的中应用尚不多，主要原因是价格较高。但是，若对建筑物进行综合经济分析，则可收到显著的技术和经济效益，尤其是考虑建筑物使用阶段的节能效益，其技术经济效益更佳。 一、轻骨料混凝土 用轻粗骨料、轻细骨料（或普通砂）和水泥配制而成的混凝土，其干表观密度不大于1950kg/m3，称为轻骨料混凝土。当粗细骨料均为轻骨料时，称为全轻混凝土；当细骨料为普通砂时，称砂轻混凝土。 （一）轻骨料的种类及技术性质 1．轻骨料的种类。凡是骨料粒径为5mm以上，堆积密度小于1000kg/m3的轻质骨料，称为轻粗骨料。粒径小于5mm，堆积密度小于1200kg/m3的轻质骨料，称为轻细骨料。 轻骨料按来源不同分为三类：①天然轻骨料（如浮石、火山渣及轻砂等）；②工业废料轻骨料（如粉煤灰陶粒、膨胀矿渣、自燃煤矸石等）；③人造轻骨料（如膨胀珍珠岩、页岩陶粒、粘土陶粒等）。 2．轻骨料的技术性质。轻骨料的技术性质主要有松堆密度、强度、颗粒级配和吸水率等，此外，还有耐久性、体积安定性、有害成分含量等。
混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂
混凝土抗硫酸盐类侵蚀 防腐剂 技 术 性 能 及 使 用
说 明 版权所有：北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司 混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂技术性能及使用说明混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂Sulfate corrosion-resistance admixtures for concrete 在混凝土搅拌时加入的，用于抵抗硫酸盐、盐类侵蚀性物质作用，提高混凝土耐久性的外加剂，称为混凝土抗 硫酸盐类侵蚀防腐剂。简称抗硫酸盐类侵蚀防腐剂 执行标准：JC/T1011-2006 混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂以下简称“混凝土防腐剂”是新一代防止钢筋混凝土腐蚀的一种全新产品，它突破了钢筋混凝土防腐蚀的传统理念，开创了使用外加剂防腐的新方法，从根本上解决了传统防腐蚀方法的诸多不足和局限性。使用混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂可以使混凝土具有抗盐类离子侵蚀、抗冻融循环破坏及高抗渗透等良好性能。特别适用对混凝土建筑物既要求防腐又要求抗渗的工程。掺入该产品还可以使混凝土收缩值减小，便于大体积混凝土施工。混凝土防腐剂应用简便，并不需要特殊施工工艺。同时这种防腐方法还综合利用了工业废料—粉煤灰，具有绿色环保的意义。 通过在普通硅酸盐水泥中加入适量的防腐剂（以粉煤灰或矿粉取代部分水泥），而制成一种新的胶凝材料，产品符合中华人民共和国建材行业标准JC/T1011-2006各项指标。这种胶凝材料的抗硫酸盐能力已超过《铁道混凝土及砌石工程规范》附录十三
中规定的AS高级抗硫酸盐水泥水平。对混凝土的耐久性能和施工性能有很大的提高。采用混凝土防腐剂生产的钢筋混凝土具有耐腐蚀、抗冻融、高强度、不渗透、收缩小、减水率高的优异性能。 混凝土防腐剂由北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司独家根据用户需求研发生产，达到最基本的国家检测标准，目前混凝土防腐剂市场错综复杂，价位层次不齐，都会做混凝土防腐剂，真正满足客户需求的有几个，原应很简单，是我们的使用客户放纵了生产者，贪便宜所造成的后果是给建筑物带来安全隐患，我们的使用者没有受益。 混凝土防腐剂属于北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司独家开发，发明人：于泳，在全国固定销售人员，无任何授权代理公司，工厂合同制生产，实地考察后，我司出示合理的产品质量保证文件，施工方案、实验样板得到客户一致认可后，签订有效合同后，按实际实验材料生产此产品，资料索取请联系我公司，此技术转让，任何剽窃行为举报者有奖！ 北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司对本产品每批出厂产品均配有防伪标识,批产品的出厂说明,批产品的性能,批产品的合格证,每批都不同.每批货可通过网站，通过客户的合格证中的“产品批号”查询真假，并下载相关施工技术及说明书。 查询登陆“百度”或其他搜索引擎输入“海岩兴业”进入官网即可，本文由北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司独家诠释，版权所有：北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司，网址：https://www.360docs.net/doc/3911808975.html,。 一、产品的技术指标（掺量为胶凝材料的8%）
普通混凝土耐久性研究
摘要 从上个世纪中期，混凝土结构因耐久性不良造成过早失效及崩塌破坏的事故在国内外都屡见不鲜，世界各国为此付出的代价十分沉重。由于工程安全因素更由于耗费巨资的经济因素，混凝土结构日益突出的耐久性问题，越来越受到世界各国学术界和工程界的广泛重视。提高混凝土的耐久性，对节约资源、能源及资金均有重大的意义。 通过阅读大量关于混凝土耐久性方面的文献资料，总结了国内外混凝土结构的耐久性状况和研究动态，明确了混凝土结构耐久性的意义和重要性。 本论文探讨了混凝土的腐蚀类型和腐蚀机理，包括了混凝土基材水泥的腐蚀类型和机理，钢筋的锈蚀机理和混凝土结构的腐蚀机理，总结了混凝土耐腐蚀性能的主要影响因素以及它与抗渗性能和抗冻性能之间的关系；讨论了原材料的选择，包括水泥品种、集料性质、拌合及养护用水的水质情况、外加剂的种类和掺合料对混凝土耐腐蚀性能的影响。 关键词：混凝土；耐久性；耐腐蚀性
目录 一、绪论 (2) （一）混凝土耐久性的含义 (2) （二）国内外混凝土耐久性研究动态 (2) 二、混凝土的腐蚀类型和腐蚀机理 (3) （一）腐蚀 (3) （二）水泥类材料的腐蚀机理 (3) （三）混凝土的耐腐蚀性与抗渗性和抗冻性之间的关系 (5) 三、原材料对混凝土耐腐蚀性能的影响 (5) （一）水泥 (5) （二）集料 (6) 四、普通混凝土高性能化 (6) （一）提高性能的技术途径 (6) （二）提高混凝土耐久性 (7) 五、结论与展望 (8) （一）结论 (8) （二）展望 (8)
普通混凝土耐久性研究 一、绪论 从19世纪20年代波特兰水泥价而成为土建工程中不可缺少的材料，广泛用于桥梁、大坝、高速公路、工业与民用建筑等结构中。据不完全统计，当今世界每年消耗的混凝土量不少于45亿立方米，并且随着逐步增长的城市化建设，年消耗量在不断增长。 混凝土材料经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程，似乎人们总是乐于追求强度的不断提高。但是近四五十年来，混凝土结构因材质劣化造成过早失效以及崩塌破坏的事故在国内外都屡见不鲜，并有愈演愈烈之势。这些混凝土工程的过早破坏，其原因不是强度不够，而是由于混凝土耐久性不良所造成。 （一）混凝土耐久性的含义 所谓的混凝土耐久性，是指其抵抗环境介质的作用，并长期保持良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全和正常使用的能力。 影响混凝土结构耐久性的因素很多，可分为内在因素和外在因素两大类。内在因素是指混凝土结构抵御环境的能力，由结构的设计形状和构造形式、选用的水泥和骨料的种类、外加剂的品种，钢筋保护层的厚度和直径的大小、混凝土的水灰比、浇注和养护的施工工艺等多种因素所决定。外在因素是环境对混凝土结构的物理和化学作用，包括干湿和冻融循环、碳化、化学介质侵蚀、磨损破坏等诸多方面，不同环境对混凝土结构耐久性的影响程度不尽相同，外在因素是通过内在因素而起作用的混凝土耐久性具体包括抗渗、抗冻、耐腐蚀、碳化、碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能。虽然混凝土在遭受压力水、冰冻或侵蚀作用时的破坏过程各不相同，但影响因素却有许多相同之处。混凝土的密实度是最为关键的因素，其次是材料的性质、施工质量等。 （二）国内外混凝土耐久性研究动态 混凝土结构耐久性问题的日益突出，引起了世界各国学术机构、学者和工程技术人员对加强钢筋混凝土结构耐久性研究的重视，表现在各种结构耐久性学术
耐海水腐蚀混凝土的配制技术研究
耐海水腐蚀混凝土的配制技术研究不少海港码头、石油钻井平台等混凝土构筑物因海水腐蚀仅几年就已出现明显的混凝土剥蚀、开裂等现象。仅仅单方面考虑混凝土的腐蚀过程和构筑物的使用条件是不够的, 还要考虑混凝土与海洋环境的相互作用, 譬如水位变化、海流、生物等因素对海上混凝土构筑物的有害影响。所以在许多情况下必须对混凝土构筑物采取适当的应对措施, 亦即应在设计、施工及建筑物的使用过程中采取适当的预防措施, 否则, 海水及其环境可能损坏建筑结构, 甚至使其丧失使用价值。 海水腐蚀混凝土的机理包括:溶出性腐蚀、离子交换型腐蚀、膨胀性腐蚀 溶出性腐蚀: 在通常情况下, 与水泥石水化产物的溶解和迁移有关的溶出性腐蚀, 似乎不可能发生在海水中的混凝土结构上, 因为海水中所含的盐类首先会引起其它类型的腐蚀。但是, 由于水泥石与海水的相互作用, 同混凝土接触的海水, 特别是渗入混凝土内部的海水, 其成分发生了剧烈变化。在表层中的Mg2+和CO32- 呈结合状态, 从过饱和溶液中沉淀出来的大量CaSO4·2H2O, 也在发生交换反应的地方积聚。渗入混凝土深部的海水含有大量的NaCl, 以及一些CaCl2、CaSO4 和少量未直接参加反应的其它盐类, 这种成分的海水能够溶解水泥石的大多数组分, 亦即已经形成了发生溶出腐蚀过程的条件。然而, 只要海水不渗入混凝土,溶出性腐蚀就不可能发生。只有当单面压头造成海水的渗透时,溶出性腐蚀的潜在可能性才成为破坏混凝土的因素。 另外, 在海水中的混凝土, 其表面上会产生或积聚大量的丁酸细菌, 当这些丁酸细菌不能为其它种类的细菌所平衡时,就能迅速破坏水泥石。但在大多数情况下, 混凝土表面上的大量细菌能互相保持平衡, 即一种细菌的生命活动排泄物能被其它几种细菌所利用。天然条件下的海水在细菌生物区与混凝土相接触时, 呈弱碱性反应( pH=8.3~8.4) , 而不是酸性反应。仅在个别情况下, 当海水的条件有利于生物繁殖( 细菌类) , 或有利于植物( 藻类) 的生长, 并且两种情况不相混合时, 海水的性质才会有利于混凝土的腐蚀。 离子交换型腐蚀: 镁盐( MgCl2+MgSO4+MgBr2) 在海水中的含量仅次于NaCl,占海水总含盐量超过16.0%。镁盐能与硬化水泥石中的成分产生阳离子交换作用, 新生成物不再能起到“骨架”作用: Mg2++Ca( OH) 2→Ma( OH) 2↓+Ca2+ Mg2++ 3CaO·2SiO2·3H2O+2H2O→ 3Ca2++3Mg( OH) 2 ↓ +2SiO2·H2O Mg( OH) 2 和SiO2·H2O 均无凝胶特性, 从而使水泥石软化。所产生的Ca2+ 一部分形成可溶性CaCl2, 随扩散而被带出水泥石,使水泥石孔隙率和渗透性提高; 另一部分则形成石膏( CaSO4·2H2O) , 会进一步产生膨胀性腐蚀。 膨胀性腐蚀: 海水中的硫酸盐与水泥石中Ca( OH) 2 起置换作用而生成石膏: SO42-+Ca( OH) 2+2H2O→CaSO4·2H2O+2OH- 在水位变化区域, 石膏在水泥石中的毛细孔内沉积、结晶,引起体积膨胀, 使水泥石开裂, 最后材料转变成糊状物或无粘结力的物质。而处于水下的混凝土, 所生成的石膏会与水泥石固态单硫型水化硫铝酸钙和水化铝酸钙作用生成三硫型水化硫铝酸钙( 钙矾石) : 3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O+2CaSO4·2H2O+15H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O 4CaO·Al2O3·12H2O+3CaSO4·2H2O+12H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O+Ca( OH) 2 生成的三硫型水化硫铝酸钙含有大量的结晶水, 其体积比原来增加1.5 倍以上, 因此产生局部膨胀压力, 使水泥石结构胀裂, 强度下降而造成破坏。譬如原东德Magdeburg 城Elbe 河桥桩被硫酸盐严重侵蚀, 在4 年内由于混凝土膨胀, 将桩升高8cm造成广泛开裂,
普通水泥混凝土配合比参考表
普通水泥混凝土配合比参考表
水泥标号 水泥的标号是水泥“强度”的指标。水泥的强度是表示单位面积受力的大小，是指水泥加水拌和后，经凝结、硬化后的坚实程度（水泥的强度与组成水泥的矿物成分、颗粒细度、硬化时的温度、湿度、以及水泥中加水的比例等因素有关）。水泥的强度是确定水泥标号的指标，也是选用水泥的主要依据。测定水泥强度的方法用前是“软练法”。 目录
此法是将1：3的水泥、标准砂（福建平潭白石英砂）及规定的水，按照规定的方法与水泥拌制成软练胶砂，制成7．07 X 7．07 X 7．07厘米的立方体抗压试块与8字形抗拉试块，在标准条件下进行养护，分别测定其3天、7天及28天的抗压强度和抗拉强度，以分组试块的28天平均抗压强度来确定水泥的标号，但3天、7天的技压强度也必须满足规定的要求。 目前我国生产的水泥一般有225＃、325＃、425＃、525＃等几种标号。生产不同标号的水泥，是为了适应制做不同标号的混凝土的需要。 标准 水泥的标号是水泥强度大小的标志，测定水泥标号的抗压强度，系指水泥砂浆硬结28d后的强度。例如检测得到28d后的抗压强度为310 kg/cm2，则水泥的标号定为300号。抗压强度为300-400 kg/cm2者均算为300号。普通水泥有：200、250、300、400、500、600六种标号。200号-300号的可用于一些房屋建筑。400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要路面和制造预制构件。 关于水泥标号的用法，其实并没有非常精细的规定，一般来说，设计图纸中会给出明确的规定。 在民用建筑工程中，一般用的比较多的是普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。 标号一般常用的有P.O 32.5/42.5，P.S 32.5/42.5。 有325的和425的 325的250元--300元 425的360--450元品牌，地区不一样价格就不一样 关于水泥标号 通用水泥新标准是：GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》、GB1344-1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》、GB12958-1999《复合硅酸盐水泥》。从2001年4月1日起正式实施。 与旧标准的区别 （1）六大水泥产品标准均引用GB/T17671－1999方法为该标准的强度检验方法,不再采用GB177－85方法。 （2）水泥标号改为强度等级
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
水泥混凝土配合比参考表
精心整理 精心整理 水泥混凝土配合比参考表水泥强度等级 混凝土强度等级 每立方米混凝土材料用量（KG/m2） 配比适用于配置的混凝土类别 水泥 水 沙子 石子 32.5 32.5R C15 300 185 730 1165 适用于配料混凝土坍落度在30mm-70mm 的塑性混凝土 C20 350 185 690 1160 C25 400 185 650 1180 C30 450 183 600 1192 C35 480 180 580 1230 C40 520 178 525 1220 C20 350 185 795 1055 掺入适当高效减水剂，适用于配置混凝土坍落 度大于80mm 流态性混凝土 C25 405 185 758 1061 C30 450 183 752 1045 C35 480 180 705 1040 C40 520 180 655 1070 42.5 42.5R C20 290 185 725 1180 适用于配料混凝土坍落度在30mm-70mm 的塑 性混凝土 C25 345 185 670 1195 C30 380 185 648 1198 C35 430 185 615 1205 C40 460 185 590 1210
精心整理 精心整理C454801805701215 C505101785451220 C203001858301056 掺入适当高效减水剂，适用于配置混凝土坍落 度大于80mm流态性混凝土 C253401858001045 C303851847751050 C354201857501060 C404601837301065 C454851807001080 C505151806751085 62.5 625.R C303401856751200 适用于配料混凝土坍落度在30mm-70mm的塑 性混凝土 C353751856501205 C404051856251215 C454401855951220 C503681835601240 C605251805301250 C303501908001045 掺入适当高效减水剂，适用于配置混凝土坍落 度大于80mm流态性混凝土 C353851887801050 C404201857651055 C454501857501060
混凝土结构耐久性研究
混凝土结构耐久性 1.1 混凝土结构耐久性问题的重要性 钢筋混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点，造价较低，且一直被认为是一种非常耐久性的结构形式，其应用范围非常广泛。 然而，从混凝土应用于建筑工程至今的150年间，大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限。这其中有的是由于结构设计的抗力不足造成的，有的是由于使用荷载的不利变化造成的，但更多的是由于结构的耐久性不足导致的。特别是沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，尤其是钢筋的锈蚀而造成结构的早期损坏，丧失了结构的耐久性能，已成为实际工程中的重要问题。早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强，甚至造成停工停产的巨大经济损失。耐久性失效是导致混凝土结构在正常使用状态下失效的最主要原因。 国内外统计资料表明，由于混凝土结构耐久性病害而导致的损失是巨大的，并且耐久性问题越来越严重。结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计。国外学者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性，即设计阶段对钢筋防护方面节省1美元，那么就意味着：发现钢筋锈蚀时采取措施将追加维修费5美元；混凝土表面顺筋开裂时采取措施将追加维修费25美元；严重破坏时采取措施将追加维修费125美元。 因此，钢筋混凝土结构耐久性问题是一个十分重要也是迫切需要加以解决的问题，通过开展对钢筋混凝土结构耐久性的研究，一方面能对已有的建筑结构物进行科学的耐久性评定和剩余寿命预测，以选择对其正确的处理方法；另一方面可对新建项目进行耐久性设计，揭示影响结构寿命的内部与外部因素，从而提高工程的设计水平和施工质量。因此，它既有服务于服役结构的现实意义，又有指导待建结构进行耐久性设计的理论意义，同时，对于丰富和发展钢筋混凝土结构可靠度理论也具有一定的理论价值。 正因为混凝土结构耐久性的问题如此重要，近年来世界各国均越来越重视混凝土结构的耐久性问题，众多的研究者对混凝土结构耐久性展开了研究，取得了系列研究成果，而材料层面的成果尤为显著。迄今为止，已经形成了混凝土结构耐久性研究框架，如图1-1所示。本章将着重介绍混凝土结构耐久性研究中成熟的相关研究成果。 图1-1 混凝土结构耐久性研究框架 ?????????????????????????????????????????????????耐久性评估耐久性设计结构层次构件承载力的变化粘结性能衰退模型混凝土锈胀开裂模型构件层次钢筋锈蚀碱－集料反应冻融破坏氯盐腐蚀混凝土碳化材料层次工业环境土壤环境海洋环境大气环境环境层次混凝土结构耐久性
混凝土抗腐蚀研究
混凝土抗腐蚀研究综述 结构工程05171178 康丽萍 引言 混凝土和钢筋作为主要建筑材料，工业、民用、运输和其他建筑物、构筑物的建造中起了很大作用。用混凝土和钢筋混凝土建造的建筑物和构筑物中的很大一部分，在使用期间常常受到腐蚀介质的侵蚀。如果建筑物在建造时对结构材料不采取或不实施防腐措施，则腐蚀性介质就可能损坏建筑结构，甚至使其丧失使用价值。这对于工业构造物尤为密切，因为在工业构筑物中，建筑结构直接与液态、气态等介质接触，或者被产品和生产中排放的废料所污染。在有色冶金、化学、纸浆及其他工业部门中，约有20-70%的构筑物常常受到腐蚀性介质的作用，并由此引起结构材料的腐蚀。同样农业建筑物，它们会受到腐蚀性有机物的腐蚀。外部介质的腐蚀性越强，在建筑物进行设计、建造和使用是对其腐蚀作用考虑的越少，那么由腐蚀引起的结构损坏就越快和越深。据国外专家估计，由混凝土和钢筋的腐蚀造成的经济损失约占国民收入的1.25%。这些经济损失中不仅包括修复和重建建筑物的材料费用和工程造价，而且还包括产量上的损失，这是由于建筑结构不符合生产要求，或者在修理期间引起的正常生产的中断造成的。据调查，我国在五六十年代，由于要求早强或防冻而掺用过量氯盐的钢筋混凝土结构，因钢筋锈蚀引起混凝土顺筋开裂、剥落、构件破坏的事例屡有发生、八十年代，由于混凝上外加剂的应用不当或施工和原材料质量等原因，钢筋混凝士的腐蚀也不断出现。1981年调查的华南地区18座海港钢筋混凝土码头中，钢筋锈蚀破坏或不耐久的就占89 ，基本完好的只有2座。短的只使用七年，如珠江5万吨级油码头建于1974年，到1981己普遍出现顺筋裂缝，如珠江港一区码头建于1956年，到1981年己产生大面积的混凝土剥落，有资料表明，在英国因钢筋锈蚀需要更换钢筋或重建的钢筋混凝土结构占36 。美国仅州际公路网56万多座桥梁中，处于严重失效的就省9万多座，损坏率达16%，一般使用5年后就出现钢筋腐蚀破坏，每年损失数亿美元。混凝上中钢筋腐蚀引起结构过早的破坏，己愈来愈引起全世界工程界的严重关注。为了通过提高建筑结构在各种腐蚀性介质中的抗腐蚀性和耐久性，消除建筑结构局部的修复工作，以减少建筑中腐蚀给国民经济带来的损失。必须对于在各种腐蚀性介质作用卜混凝十的损坏及钢筋腐蚀过程的实质、钢筋混凝土结构的工作特性和受力状以及可以提供的防腐方法及其特性等，进行深入的研究 一混凝土腐蚀机理 与混凝土相接触的周围介质，如空气，水（海水，地下水）活土壤中含有不同浓度的额酸。盐，碱类侵蚀性物质时，当其进入混凝土内部，以之相关成分发生物理化学反应后，混凝土遭受腐蚀，逐渐发生绽裂剥落，进而引起钢筋腐蚀导致结构失效 混凝土腐蚀的原因和机理随侵蚀介质和环境条件而异，一般分为俩类 （1）溶蚀性腐蚀 水泥的水化物生成中，Ca(OH)2最容易被渗入的水溶解，又促使水花硅酸概等多碱性化合物发生水解，随后破坏低碱性水化产物（CaO,SiO2）等，最终完全破坏水泥石结构，某些酸盐溶液渗入混凝土，生成无凝胶型的松软物质，易被水溶蚀。水泥石的溶蚀程度随渗流速度增大溶蚀后，胶结能力减弱，混凝土材料的整体性被破 （2）结晶膨胀性腐蚀 含有硫酸盐的水渗如混凝土中，与水泥水化产物Ca(OH)2的化学作用生成石膏（CaSO4.2H2O）以溶液形式存在。石膏在和水化物铝硫酸盐起作用，形成多个结晶水的水化铝硫酸钙，体积膨胀，导致混凝土开列破坏