混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法探讨
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
抗硫酸盐类侵蚀防腐剂
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 抗硫酸盐类侵蚀防腐剂技术性能及使用说明 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 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/6613921809.html,。
硫酸盐对混凝土腐蚀机理及其过程
硫酸盐对混凝土腐蚀机理及其过程 通过分析商品混凝土硫酸盐侵蚀反应类型，阐明了商品混凝土硫酸盐侵蚀机理；通过对商品混凝土组分、商品混凝土内部孔隙类型及其分布、侵蚀溶液及商品混凝土所处的工作环境的研究，探讨了影响商品混凝土硫酸盐侵蚀的因素，并在此基础上从降低商品混凝土组分与硫酸盐反应的活性和改善商品混凝土的孔隙结构等方面提出了提高商品混凝土抗硫酸侵蚀能力的思路和途径。 1．1内部和外部侵蚀 2-4的来源看，商品混凝土的硫酸盐侵蚀可分为内部和外部侵蚀。内部侵蚀是由于商品混凝土组分本身带有的硫酸盐引起的，而外部侵蚀是环境中的硫酸盐对商品混凝土的侵蚀。外部侵蚀可分为两个过程： 2-4由环境溶液进入商品混凝土孔隙中，这是一个扩散过程，其速率决定于商品混凝土的抗渗性。2-4与其他物质的反应过程。近年来，由于含硫酸盐外加剂及含硫酸盐集料的大量采用，内部硫酸盐侵蚀也成为研究热点。与外部侵蚀相比，内部侵蚀的化学实质也是SO2-4与水泥石矿物的反应，但由于SO2-4来源不同，内部侵蚀又具有与外部侵蚀不同的特点，内部侵蚀中，母体内部的SO2-4从商品混凝土拌和时就已存在，不经过扩散即可与水泥石中的矿物发生侵蚀反应，而SO2-4的量随反应的进行而减少，因此侵蚀速率则随母体龄期增长而趋于降低。 2-4与水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙反应生成三硫型水化硫铝酸钙（钙矾石），固相体积增大94%，引起商品混凝土的膨胀、开裂、解体，这种破坏一般会在构件表面出现比较粗大的裂缝。另一方面，钙矾石生长过程中的内应力也进一步加剧了膨胀。这和液相的碱度密切相关，碱度低时，形成的钙矾石为大的板条状晶体，此类钙矾石一般不带来有害的膨胀，碱度高时如在纯硅酸盐水泥商品混凝土中形成的钙矾石为针状或片状，甚至呈凝胶状析出，形成极大的结晶应力，因此合理控制液相的碱度是减轻钙矾石危害性膨胀的有效途径之一。2-4和Ca2+的浓度积大于或等于CaSO4的浓度积时才能有石膏结晶析出。有些专家认为当侵蚀溶液中SO2-4的浓度在1000mg/L以下时，只有钙矾石结晶形成，当SO2-4浓度逐渐提高时，开始平等地发生钙矾石-石膏复合结晶，在SO2-4浓度非常高时，石膏结晶侵蚀才起主导作用。但事实上，若商品混凝土处于干湿交替状态，即使环境溶液中SO2-4浓度不高，也往往会因为水分的蒸发而使侵蚀溶液浓缩，石膏结晶侵蚀有可能成为主要因素。我国八盘峡水电站和刘家峡水电站等工程的硫酸盐侵蚀破坏都具有此特点。4作用下的化学反应。MgSO4是硫酸盐中侵蚀性最大的一种，其原因主要是Mg2+和SO2-4均为侵蚀源，二者相互叠加，构成严重的复合侵蚀。反应主要有以下几种： 2．1商品混凝土本身性质 3A的含量则是决定性因素，实验证明商品混凝土膨胀随水泥中C3A含量的增加而明显增长，如图1所示。 3A含量高，且C3S含量亦高时则商品混凝土的抗硫酸盐侵蚀性更差，这是因为C3S水化生成大量的CH。不过若C3A含量不超过10%时，C3S的影响并不显著。从水泥本身化学成分方面改善商品混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究已进行得比较多，研制开发出了各种抗硫酸盐水泥。 2．2．1侵蚀离子浓度 2-4浓度越大则侵蚀速率越大，不过不是线性关系。环境对商品混凝土的侵蚀程度可根据硫酸盐溶液的浓度加以分级，如表1如示。 2+的存在也会加重SO2-4对商品混凝土的侵蚀作用，但如果溶液中SO2-4浓度很低，而Mg2+的浓度很高的话，则镁盐侵蚀滞缓甚至完全停止，这是因为Mg（OH）2的溶解度很低，随
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/6613921809.html,。 一、产品的技术指标（掺量为胶凝材料的8%）
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
混凝土硫酸盐侵蚀机理及防止措施研究
混凝土硫酸盐侵蚀机理及防止措施研究 【摘要】混凝土的耐久性越来越多的受到工程界的重视，而由于硫酸盐侵蚀引起的破坏是混凝土耐久性降低的重要原因之一。盐渍地或水工混凝土建筑物，尤其是沿海和内陆盐湖地区以及地下洞库混凝土结构中的混凝土，由于受到水中硫酸盐的长期侵蚀而发生破坏。因此，研究混凝土硫酸盐侵蚀机理及防止措施对混凝土工程有重要的参考价值。 【关键词】混凝土；硫酸盐侵蚀机理；研究 一、混凝土硫酸盐侵蚀的机理及破坏类型 混凝土受硫酸盐侵蚀的特征是表面发白，破损通常在棱角处开始，并随裂缝的扩展而剥落，使混凝土处于易碎、甚至松散的状态。硫酸盐侵蚀破坏是—个复杂的物理化学过程，侵蚀破坏的机理可以从化学作用和物理作用两方面考虑；化学作用是指侵蚀介质中的SO42-与水泥石的组分发生化学反应生成膨胀性物质，产生膨胀内应力，导致混凝土结构物的破坏；物理作用主要是指地下水中有侵蚀性盐类物质进入混凝土结构内，当水分蒸发或湿度变化时会析出晶体并逐渐长大，最终由于产生较大的内应力而使混凝土遭受破坏。根据结晶产物和破坏型式的不同，硫酸盐侵蚀破坏可分为钙矾石膨胀破坏和石膏膨胀破坏两种类型。 （一）钙矾石膨胀破坏 钙矾石膨胀破坏是由于硫酸钠、硫酸钾等多种硫酸盐与水泥石中的Ca（OH）2作用生成硫酸钙，硫酸钙再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙（3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H20缩写成AFt，又称钙矾石）。钙矾石溶解度极小，由于结合了大量的结晶水（实际上的结晶水为30-32个）使固相体积显著增大，产生膨胀内应力。另外，钙矾石针状晶体会在原水化铝酸钙的固相表面呈放射状向四周生长，且互相挤压而产生极大的内应力，致使混凝土结构物受到破坏。但也有观点认为钙矾石破坏机理是由于吸水肿胀破坏而非结晶应力破坏。钙矾石膨胀破坏的特点是混凝土表面出现少数较粗大的裂缝。 （二）石膏膨胀破坏 当侵蚀溶液中SO42-浓度（1500mg/L～5O000mg/L）时，会产生硫铝酸盐型—石膏型侵蚀；当侵蚀溶液中SO42-浓度相当高（5000mg/L～lO000mg/L）时，便会生成二水石膏（CaSO4· 2H20）并结晶析出，产生体积膨胀导致混凝土破坏。石膏膨胀破坏的特点是混凝土没有粗大裂纹但整体溃散。 二、影响混凝土硫酸盐侵蚀的因素 许多因素会影响混凝土中硫酸盐的侵蚀。通常，硫酸盐的侵蚀不仅与侵蚀溶液中硫酸根离子浓度有关，还与溶液中镁离子、氯离子、钙离子等其它离子的含
高抗硫酸盐混凝土配合比优化设计
高抗硫酸盐混凝土配合比优化设计 摘要：某工程引水隧洞地下水中SO42-总磷含量超标，对混凝土有强结晶型腐蚀和污染引水水体的风险。因此在混凝土施工前，对该引水隧洞混凝土进行抗硫酸盐侵蚀性试验。本文介绍了硫酸盐对混凝土的侵蚀影响，高抗硫酸盐混凝土原材料的选择，及通过掺粉煤灰的方式对高抗硫酸盐混凝土配合比进行优化设计。 关键词：配合比设计；抗腐蚀性；高抗硫酸盐混凝土 1.引言 某工程引水隧洞附近有一些化工企业，其中某集团磷石膏渣场距引水隧洞约1km，而该洞段位于岩溶极发育区域，存在有机物渗透对工程及水质带来较大危害的风险。根据对该区段地表和地下水体抽样检测，地下水中SO42-总磷等含量超标，因此对该区段采取有针对性的防渗和防腐处理措施。故进行混凝土抗硫酸盐侵蚀性试验，以确保工程质量。 2.混凝土受硫酸盐侵蚀的影响因素 硫酸盐对混凝土侵蚀作用非常复杂，其中包括物理方面和化学方面的侵蚀。受硫酸盐侵蚀的影响因素也有很多，主要体现在内部因素和外部因素。内部侵蚀是由于混凝土组分本身带有的硫酸盐引起，主要体现在混凝土自身的性质包括水泥、活性掺合料和水胶比，施工质量水平等；外部侵蚀是环境中的硫酸盐对混凝土的侵蚀，包括硫酸根离子浓度和环境PH值、混凝土的工作环境条件等。 3.原材料选用 3.1 水泥 水泥对混凝土的抗腐蚀性能起决定性的作用，混凝土中的硅酸三钙的含量过高，易于受到硫酸盐的侵蚀生成石膏。如果混凝土中铝酸三钙过多，则易于生成过多的钙矾石，在侵蚀环境下导致膨胀破坏。根据工程设计要求，结合高抗硫酸盐水泥的特性，本次试验混凝土选用P?HSR 42.5高抗硫酸盐水泥。 依据GB748标准要求，对高抗硫酸盐水泥进行标准稠度用水量、凝结时间、安定性、比表面积、密度、抗压强度、抗折强度、铝酸三钙（C3A）含量、抗硫酸盐性等指标检测，试验结果均满足标准要求，抗硫酸盐性14d≤0.04％。试验结果见表3.1。 4.混凝土配合比设计及试验方法 4.1 配合比基本参数选择试验 在配合比设计过程中充分利用粉煤灰对降低混凝土水化热和后期强度的贡献，以及对混凝土抗侵蚀的作用，选出粉煤灰的合理掺量，全面考虑合理的骨料级配对混凝土工作性和可泵性的影响和耐久性抗侵蚀能力。通过对减水剂不同掺量下的混凝土性能试验，泵送剂的最优掺量为1.0％、对石子级配组合进行容重试验，并结合工程经验，选用二级配粒径为 5mm～20mm：20mm～40mm比例为45：55。 4.2 水胶比与强度关系 当混凝土原材料、生产工艺以及工序既定的情况下，混凝土的性能主要取决于水胶比的大小。水胶比越大混凝土的强度越低，水胶比越小混凝土的强度越高，抗侵蚀能力就越强。配合比设计过程中首先进行基准用水量与砂率试验，然后进行水胶比与强度关系试验，对水胶比与强度统计计算回归方程，利用设计强度等级计算配制强度，将配制强度带入回归方程
水泥及混凝土抗硫酸盐腐蚀的检测方法介绍
水泥及混凝土抗硫酸盐腐蚀的检测方法介绍 摘要：抗硫酸盐腐蚀是混凝土耐久性研究的重要内容，其检测方法有国内的GB749，GB2420及美国ASTM C1012及日本JIS标准，由于这些实验在一般工地应用较少，因此需要检测人员加强学习和交流探讨。本文对这些方法进行了进行了介绍简介，并建议了砂浆和混凝土试件实体抗腐蚀的快速检测方法，希望能得到检测同仁的指导和帮助。 关键词：混凝土耐久性硫酸盐腐蚀 1. 绪论 盐碱土是陆地上分布广泛的一种土壤类型，仅我国山东省的黄河三角洲地带，每年新增加的盐碱地达6000多公顷，其中重度盐碱地处于在海水和高矿化地下水综合作用下，土壤剖面一般都通体高盐，可溶性含盐量有时超过1%，以氯盐、硫酸盐为主，对混凝土结构物的耐久性能造成潜在的危害。 随着我国海洋战略的发展和环渤海湾经济区的大规模开发，盐碱地区建设了大量港口、码头、道路、桥梁及工业厂房等混凝土结构物，处于盐碱环境中水泥和混凝土会发生一系列的物理和化学变化，导致结构物的劣化和破坏。为改善混凝土结构的耐久性，在设计环节对原材料进行优选，在施工中对配制混凝土的抗盐碱腐蚀进行检测和验收具有重要意义，由于此类实验并不常做，所以还存在一些模糊的认识，本文拟对水泥混凝土抗硫酸盐腐蚀的检测方法进行简要介绍，希望对同行有所帮助。 2 .水泥抗硫酸盐快速试验方法GB/T 2420-1981。 根据GB/T 2420-1981方法，采用0.5水灰比，1：2.5胶砂比（砂子为0.25-0.65 mm的标准砂），成型10×10×60 mm的棱柱形砂浆试件，1天养护箱养护，7天50℃水养护，然后将试件分为两组，其一在20℃水中养护，另一组在3%Na2SO4溶液中养护，养护过程中每天用1N硫酸滴定以中和试件在溶液中释放的Ca （OH）2，并使溶液PH值保持在7.0左右。 2.1材料的基本要求： 水泥试样应充分拌匀,并通过0.9毫米方孔筛，标准砂应符合GB178一99《水泥强度试验用标准砂》的质量要求，试验用水应是对试验结果无干扰的洁净的淡水。试验室温度为17～25℃,相对湿度大于50％,水泥试样,标准砂,拌和水等的温度应与室温相同。养护箱温度20士3℃,相对湿度大于90%.浸泡前养护水的温度50土1℃,侵蚀液温度20士3℃。 2.2试体的成型与养护 试体成型前将试模擦净,紧密装配,内壁均匀涂一薄层机油，水泥与标准砂的
11硫酸盐的侵蚀
硫酸盐对混凝土的侵蚀：去伪存真 P.K.Mehta 加州的许多房主最近花费了几百万美元诉讼费一事，引起了美国建筑业的高度重视。这些诉讼常常涉及混凝土表面由于盐类物理侵蚀造成的剥落，而这种侵蚀被混淆为硫酸盐化学侵蚀。盐侵蚀是一种纯物理现象，它在一定条件下，例如砖、石或质量不好的混凝土暴露在碱性盐溶液，包括硫酸盐（但不局限于硫酸盐）溶液环境时会发生。此外，诉讼还包括对热养护的混凝土制品（铁路轨枕），一直认为其膨胀和开裂是延迟生成钙矾石（DEF）这种体内产生的硫酸盐侵蚀所造成的。从解释DEF造成膨胀和开裂的机理看来，似乎这种现象与以往所说的硫酸盐侵蚀存在很大的区别。 许多已发表或未经发表的，关于硫酸盐侵蚀的文献存在着相互矛盾和混淆的观点，已经引起公众的忧虑。硫酸盐侵蚀造成混凝土损伤的问题到底有多严重？它会导致结构破坏吗？由于DEF所造成损伤的机理是否就与那些外来硫酸盐侵蚀不一样？为了讨论这些问题，有必要详细浏览一下现状和新的研究成果。为了提供一些背景，本文在对选择的文献进行评述，试图解答上述问题之前，先简短地回顾一些历来在这方面的观点。 以往的一种观点 早在1915年美国标准局Wig 和Williams发表的一篇技术文章中[1]，谈到自1900年以来，美国西部贫瘠地区暴露于表面盐碱土和水环境里混凝土瓦解的原因，一直是工程师们和用户探讨的对象。作者们观察到：“在这些地区，许多混凝土结构物并没有受到盐类影响的迹象，但有些就出现受侵蚀的表征，用户们倾向于把所有的破坏现象归因为周围可见的碱所造成。于是，这种在美国东部是由于所用原材料品质不良或生产与浇注不当而造成的破坏现象，常常在西部被盐碱侵蚀作用的解释所替代。” 为了说明观点，Wig 和Williams在文章中引用了几个工程实例[2]。他们注意到：一条坐落在富硫酸钠土质上的灌溉工程经过7年的运行，一部分混凝土结构仍然完好，而另一部分就完全瓦解了，用手就可以抠下来；而且，混凝土里的孔隙被盐所填满。通过对混凝土排水渠（水里含有从土中溶解的硫酸盐）取样，并浸泡在0.1%或更大浓度的硫酸碱（钾或钠）溶液里进行的现场试验，得出以下结论： ?多孔的渠片，由于用的是比较干稠的贫混凝土拌合物，已经瓦解； ?瓦解是由于孔隙里的盐结晶引起的膨胀，以及溶液对水泥组分产生的化学侵蚀引起混凝土劣化所导致。 可见，早在20世纪初，研究者们就已经认识到暴露于碱性硫酸盐环境中的混凝土受侵蚀的基本特征；也已经知道：并非所有硅酸盐水泥混凝土都受到侵蚀，而只有那些配合比和制备不良，因此抗渗透性很差的混凝土，在暴露于某种不利的环境时，易于受到硫酸盐侵蚀；已经知道：多孔混凝土的劣化可由于碱性硫酸盐在孔隙里结晶的纯物理现象所导致，也会因水泥浆被硫酸盐溶液的渗透而分解所导致。研究者们还知道：与盐结晶相关的物理侵蚀，不限于碱性硫酸盐溶液，例如，在碱性碳酸盐溶液条件下，或者其它多孔材料，如天然石材与圬工结构上也同样发生。 至于硫酸盐引起的化学侵蚀，可以追溯到1892年，硅酸盐水泥浆体中的钙和铝相形成钙矾石会引起膨胀和开裂。在水化良好的硅酸盐或普通水泥浆里，初始的含铝相是单硫型的
混凝土抗硫酸盐侵蚀试验的一种新方法
试验研究 混凝土抗硫酸盐侵蚀试验的一种新方法 欧阳东 (暨南大学土木系,广州510632) 摘 要:提出了一个测定混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的新方法。采用这种方法对超高强混凝土的抗化学腐蚀性能进行了试验,并和普通混凝土进行了对比。发现用一般硅酸盐水泥配制的超高强混凝土虽然在抵抗化学侵蚀能力方面比普通混凝土有所提高,但由于化学组成上的原因,它对高浓度的(NH4)2SO4等化学介质也难以抵抗。 关键词:超高强混凝土;抗化学侵蚀;试验方法 中图分类号:TU502 文献标识码:A 文章编号:10052748X(2003)0920369202 A N EW M ETHOD FOR TESTIN G RESISTANCE OF CONCRETE TO SUL FA TE OYANG Dong (Dept.of Civil Eng.,Jinan Univ.,Guangzhou510632,China) Abstract:A new method for testing the resistance of concrete to sulfates is put forward.With the test method,the chemical resistance properties of ultra high strength concrete(U HSC)are tested and compared with ordinary concrete. The results show that the chemical resistance of U HSC is better than that of ordinary concrete,but due to chemical com2 position,U HSC made from portlang cement still can not resist the attack of high concentration solutions of H2SO4, HNO3,HCl,(NH4)2SO4etc. K ey w ords:Ultra high strength concrete;Chemical resistance of concrete;Test method 1 试验方法 1.1 关于试验方法 混凝土抗硫酸盐试验没有标准方法,而水泥抗硫酸盐试验有标准方法。因而混凝土抗硫酸盐试验往往沿用水泥抗硫酸盐试验的方法。我国目前采用以下两种方法进行抗硫酸盐试验,一种是G B749-65“水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法”,另一种是G B2420-80“水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法(快速法)”。G B749-65采用10mm×10mm×30mm的小砂浆试件(灰砂比为1∶3.5),G B2420-80采用10mm×10mm×60mm的小砂浆试件(灰砂比为1∶3.5)。实践证明,采用此类小试件试验结果离差较大[1]。另外,水泥胶砂试件在尺寸、组成、浆体结构以至强度等方面难于模拟实际的混凝土构件,因而本次试验未采用这些标准方法。 化学介质对混凝土的侵蚀作用,或者说混凝土 收稿日期:2003202228;修订日期:2003207203 3广东省自然科学基金资助项目(994502);广州市教育委员会科研基金资助项目的抗化学侵蚀能力,原理上可以从混凝土强度的变化来观察,或者更方便—些,可以测定混凝土的膨胀程度(对硫酸盐侵蚀而言),或者混凝土重量损失和侵入深度(对酸腐蚀而言)。目前,研究混凝土的抗化学侵蚀能力多采用考察砼立方体试件强度变化和重量变化的方法。但这些试验方法在原理上和操作上还存在一些问题,比如强度变化的测定,如是酸腐蚀,试件外观会产生缺损和孔洞,受压面积如何计算?如是硫酸盐侵蚀,受压面也会因膨胀而产生不规则变形,使强度测定产生偏差。又比如测定重量损失,该去掉腐化到何种程度的浆体和骨料也难于确定。 尽管如此,考虑强度变化率反映问题直观,本文试验还是保留强度变化率的测定。抗硫酸盐侵蚀能力的衡量,则除强度变化率指标外,增加体积膨胀率指标。强度变化率和体积膨胀率的测定均采用100mm×100mm×100mm的立方体混凝土试块。体积膨胀值测定的具体试验方法是:试块成型拆模后,在养护室养护7天。然后将试块边角易损部分小心清理干净,放置于化学介质中。1天后,测量试块的体积,作为原始体积。28天后,再测量各试块 ? 9 6 3 ? 第24卷第9期2003年9月 腐蚀与防护 CORROSION&PRO TECTION Vol.24 No.9 Septemer2003
混凝土的硫酸盐侵蚀机理及其影响因素
焦作工学院学报(自然科学版),第22卷,第6期,2003年11月 Journal of Jiaozuo Institute of Technology(Natural Science),Vol.22,No.6,Nov.2003 混凝土的硫酸盐侵蚀机理及其影响因素 吕林女1,何永佳2,丁庆军2,胡曙光2 (1.武汉理工大学结构工程与力学系,湖北武汉430070; 2.武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070) 摘要:通过分析混凝土硫酸盐侵蚀反应类型,阐明了混凝土硫酸盐侵蚀机理;通过对混凝土组分、混凝土内部孔隙类型及其分布、侵蚀溶液及混凝土所处的工作环境的研究,探讨了影响混凝土硫酸盐侵蚀的因素,并在此基础上从降低混凝土组分与硫酸盐反应的活性和改善混凝土的孔隙结构等方面提出了提高混凝土抗硫酸侵蚀能力的思路和途径. 关 键 词:混凝土;硫酸盐侵蚀;机理;影响因素 中图分类号:TU528.33 文献标识码:A 文章编号:1007Ο7332(2003)06Ο0465Ο04 0 引 言 随着时间的推移,人们发现混凝土材料并不象预期的那样耐久,很多工程未达到设计使用年限就出现各种非力学破坏,给社会生活及人身安全等都造成了不利的影响,混凝土耐久性已越来越引起各方面的广泛关注.引起非力学破坏现象的原因是多种多样的,其中主要原因之一就是由于硫酸盐的侵蚀[1,2].海洋、盐湖、地下水等环境中大多含有硫酸盐,混凝土组分本身也有可能带有硫酸盐,它们在各种条件下对混凝土产生侵蚀作用,使其发生破坏.如何预防和减轻硫酸盐对混凝土的侵蚀破坏一直是混凝土耐久性研究的一项重要内容. 1 混凝土的硫酸盐侵蚀机理 1.1 内部和外部侵蚀 从SO2-4的来源看,混凝土的硫酸盐侵蚀可分为内部和外部侵蚀.内部侵蚀是由于混凝土组分本身带有的硫酸盐引起的,而外部侵蚀是环境中的硫酸盐对混凝土的侵蚀.外部侵蚀可分为两个过程: (1)SO2-4由环境溶液进入混凝土孔隙中,这是一个扩散过程,其速率决定于混凝土的抗渗性.(2) SO2-4与其他物质的反应过程.近年来,由于含硫酸盐外加剂及含硫酸盐集料的大量采用,内部硫酸盐侵蚀也成为研究热点[3].与外部侵蚀相比,内部侵蚀的化学实质也是SO2-4与水泥石矿物的反应,但由于SO2-4来源不同,内部侵蚀又具有与外部侵蚀不同的特点,内部侵蚀中,母体内部的SO2-4从混凝土拌和时就已存在,不经过扩散即可与水泥石中的矿物发生侵蚀反应,而SO2-4的量随反应的进行而减少,因此侵蚀速率则随母体龄期增长而趋于降低. 1.2 侵蚀化学反应 混凝土的硫酸盐侵蚀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,形成了一些结论. 一般而言,硫酸盐侵蚀有以下化学反应: (1)形成钙矾石.SO2-4与水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙反应生成三硫型水化硫铝酸钙(钙 收稿日期:2003Ο07Ο10;修回日期:2003Ο09Ο10 基金项目:国家十五攻关项目“混凝土安全性专家系统的研究”资助,编号:2001BA307B01-02. 作者简介:吕林女(1972Ο),女,博士,讲师.
硫酸盐对混凝土耐久性的影响
硫酸盐对混凝土耐久性的影响 姓名： 学号：
内容摘要 混凝土硫酸盐侵蚀，一直是混凝土耐久性研究中的重要组成部分，随着西部大开发的进行，对混凝土抗硫酸盐侵蚀的要求越来越迫切，虽然已经有许多检测方法、评定标准和模型，但到目前为止我国还没有一种方法能快速而真实的揭示混凝土硫酸侵蚀的机理。因此，对抗硫酸盐侵蚀试验方法进行全面深入的研究就显得非常迫切。本文简要介绍了对混凝土硫酸盐侵蚀问题的国内外的研究背景与研究现状，深入研究了硫酸盐作用下混凝土的侵蚀机理以及影响因素，介绍了实验室研究硫酸盐作用下混凝土耐久性的相关实验方法以及防止或减轻混凝土硫酸盐侵蚀的方法。 关键词：混凝土硫酸盐耐久性侵蚀机理影响因素实验方法防治措施 ABSTRACT The concrete sulfate attack, has always been an important part in the research of concrete durability. With the great development of Western China, the requirements of sulfate corrosion resistance of concrete is more and more urgent. Although there have been many detection methods, evaluation criteria and model, but so far China hasn’t found a method which can quickly and truly reveal the mechanism of sulfate attack on concrete.Therefore, sulfate resistance test method for comprehensive and in-depth research is very urgent. This paper briefly introduces the background and the status of the research at home and abroad of concrete sulfate attack, in-depth studies corrosion mechanism of concrete and influence factors under the action of the sulfate, introduces the experimental method of durability of concrete under the action of sulfate and the
硫酸盐侵蚀机理
硫酸盐侵蚀机理 （一）硅酸盐水泥四种主要熟料矿物与水反应。分述如下： ①硅酸三钙水化 C3S在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙。 3(CaO·SiO2)+ 6 H2O = 3CaO·2SiO2·3H2O (胶体) +3 Ca(OH)2(晶体) ②硅酸二钙的水化 C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而已。 2(2CaO·SiO2)+4 H2O = 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2(晶体) 所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成的都无大区别，故也称为C-S-H 凝胶。但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。 ③铝酸三钙的水化 3CaO·Al2O3 + 6 H2O = 3 CaO·Al2O3 ·6 H2O（晶体） 铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（C3AH6）。 在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。 ④铁相固溶体的水化 4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O = 3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O(胶体) 水泥熟料中铁相固溶体可用C4AF作为代表。它的水化速率比C3A略慢，水化热较低，即使单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与C3A很相似。 （二）抗硫酸盐水泥有什么特点？ 与一般硅酸盐水泥相比，抗硫酸盐硅酸盐水泥的铝酸三钙（C3A）含量受到限制， 标准（GB 748-2005 抗硫酸盐硅酸盐水泥）规定： 中抗硫酸盐水泥：C3A含量＜5.0%，C3S含量＜55.0% 高抗硫酸盐水泥：C3A含量＜3.0%，C3S含量＜50.0% 普通硅酸盐水泥，C3A含量往往超过8%，C3S含量超过55%。 因为，C3A本身及其水化产物最容易被硫酸盐侵蚀。此外，硅酸钙矿物水化产生的氢氧化钙，也容易与硫酸盐反应而受到侵蚀。 （三）硫酸盐侵蚀机理 硫酸盐先与水泥石中的氢氧化钙作用生成硫酸钙，即二水石膏(CaSO4·2H2O)，这种生成物再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矶石，其体积约为原来的水化铝酸钙体积的2.5倍，从而使硬化水泥石中的固相体积增加很多，产生相当大的结晶压力，造成水泥石开裂甚至毁坏。
水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法
第1 页 中华人民共和国国家标准 GB/T 749-1965 水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法 1966—07—01 实施 发布 第2 页 项次 项次 (2) 一、仪器 (4) 二、水泥胶砂标准稠度的测定 (5) 三、试体的成型 (6) 四、试体的养护与侵蚀 (7) 五、试体的破型 (8) 六、结果的计算与评定 (9) 第3 页 本标准适用于测定水泥在含有硫酸盐类的环境水或人工配制的硫酸盐溶液中的抗侵 蚀性能。 本标准采用1：3 在胶砂，10xl0x30 毫米长方形试体，加压成型。砂子采用粒度为0．40 －0．50 毫米的平潭石英海砂。 本标准主要根据同令期的水泥胶砂试体侵蚀溶液中的抗折强度与在淡水中的抗拆强 度之比，计算腐蚀系数，以评定水泥的抗蚀性。 第4 页 一、仪器 1．试体成型采用油压手摇式或杠杆式的小型压力机。压力机最大荷重必须在300 公 斤以上。 2．试体破型用小型抗拆机（如图所示）：杠杆臂为100 毫米，悬挂的小桶重量不应 超过80 克，铅弹粒为0，8－1．2 毫米。 3．钢圆模（如图所示）：圆模中心带有活动模芯，圆模与模芯的尺寸、允许制造误 差以及允许磨损限度应符合表1 规定。 表1 ━━━━━┯━━━━┯━━━━━━━┯━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━ 名称│符号│尺寸，毫米│允许制造误差，毫米│允许磨损限度，毫米 ─────┼────┼───────┼─────────┼───────── │A │10.00 │±0.05 │＋0.10 ├────┼───────┼─────────┼───────── 圆模│ B │30.00 │±0.05 │＋0.30
混凝土抗硫酸盐
混凝土抗硫酸盐侵蚀研究进展 在影响混凝土耐久性的因素中，硫酸盐侵蚀破坏更为受到了混凝土科技工作者的关注，被认为是引起混凝土材料失效破坏的四大主要因素之一。硫酸盐侵蚀也是影响因素最复杂，危害性最大的一种环境水侵蚀。环境中的硫酸根离子渗入混凝土内部并与水化产物发生反应，产生膨胀、开裂、剥落等现象，从而使得混凝土强度和粘性降低并丧失。如何预防和减轻硫酸盐对混凝土的侵蚀破坏一直是混凝土耐久性研究的一项重要内容。对混凝土结构侵蚀的硫酸盐环境水主要分为:水中的硫酸盐对混凝土结构的腐蚀，包括温泉水、地下水，盐湖水及海水等；土壤中的硫酸盐对混凝土结构的腐蚀包括内陆盐土壤滨海盐土壤两大类。 3.1 混凝土硫酸盐侵蚀机理 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，这些难溶性物质由于吸收了大量的水分而产生体积膨胀，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。 (1)混凝土硫酸盐物理性侵蚀 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。 Na 2SO 4 +10H 2 O→Na 2 SO 4 ·10H 2 O (l-1) MgSO 4+ 7H 2 O→MgSO 4 ·7H 2 O (1-2) 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。 (2)混凝土硫酸盐化学性侵蚀 由于在侵蚀过程中的阳离子不同，反应机理也不同，因此一般把硫酸盐侵蚀分为两类:一般硫酸盐侵蚀和镁盐侵蚀。而一般硫酸盐侵蚀又因为生成产物不同， 可以分为钙矾石(3CaO·Al 2O 3 ·3CaSO 4 ·32H 2 0)膨胀侵蚀，石膏(CaSO 4 ·2H 2 O)膨胀 侵蚀，和碳硫硅钙石(CaSiO 3·CaSiO 3 ·CaSO 4 ·15H 2 O)膨胀侵蚀等三种破坏类型。 a.钙矾石型硫酸盐侵蚀 环境水中的SO 42-通过毛细孔进入混凝土内部，与水泥中的氢氧化钙(Ca(OH) 2 )