混凝土硫酸盐侵蚀机理及影响因素

海工水泥抗硫酸盐侵蚀试验操作要点及其影响因素
古巧燕;刘骥;罗海波;陈柳锋
【期刊名称】《企业科技与发展》
【年(卷),期】2022()7
【摘要】硫酸盐侵蚀的基本特征是环境水中的侵蚀物质硫酸根离子与水泥石的组分发生复分解反应后生成的一种盐类,此盐类与水发生反应形成结晶体,此过程体积发生膨胀,使硬化的混凝土内部产生巨大的应力,导致混凝土结构被破坏。

对抗硫酸盐侵蚀性能的检验目前在行业内不如通用水泥其他物理性能检验普遍,各项操作要点均有待细化和商榷。

文章对抗硫酸盐侵蚀试验的各个环节的影响因素进行了分析,着重对成型过程中加压力值不同及养护过程中养护方式不同对结果的影响程度进行了研究。

【总页数】3页(P124-126)
【作者】古巧燕;刘骥;罗海波;陈柳锋
【作者单位】广西鱼峰水泥股份有限公司品质部;广西鱼峰水泥股份有限公司;广西绿色水泥产业工程院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU503
【相关文献】
1.海工硅酸盐水泥强度性能及抗氯离子侵蚀能力的影响因素
2.粉煤灰及水胶比对水泥净浆抗硫酸盐侵蚀性能影响的试验研究
3.补偿收缩海工混凝土抗硫酸盐溶液侵
蚀性能的研究4.海工高性能混凝土常用胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能研究5.海工水泥抗硫酸盐侵蚀机理
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水泥与混凝土工程中的硫酸盐侵蚀问题分析水泥和混凝土广泛应用于建筑业，为我们的城市提供了强大的基础设施。

然而，随着时间的推移，硫酸盐侵蚀成为了水泥和混凝土工程中一个非常重要的问题。

本文将分析硫酸盐侵蚀对水泥和混凝土的影响以及如何应对这一问题。

首先，我们来了解硫酸盐侵蚀对水泥和混凝土的影响。

硫酸盐侵蚀是指大量硫酸盐与水泥、混凝土内部的化学反应，导致其抗压强度下降，甚至损坏工程结构。

硫酸盐溶液中的硫酸根离子会与水泥和混凝土中的水化产物发生反应，形成具有体积膨胀性的产物，以及可溶性的产物，导致混凝土表面产生龟裂、剥落、腐蚀等现象。

硫酸盐侵蚀会严重影响工程的使用寿命和稳定性。

接下来，我们来探讨硫酸盐侵蚀问题的成因。

硫酸盐的来源主要包括大气中的化学物质、土壤和地下水中的化学物质以及工业废气排放中的硫化物。

这些硫酸盐物质与水泥、混凝土中的矿物质反应，形成不溶性的硫酸钙或硫铝酸钙，引发硫酸盐侵蚀问题。

此外，气候条件，如高温、高湿度、雨水等也会加剧硫酸盐侵蚀的程度。

然后，我们来讨论如何应对水泥和混凝土工程中的硫酸盐侵蚀问题。

首先，选用符合设计要求的水泥和混凝土材料至关重要。

采用抗硫酸盐侵蚀的水泥和混凝土材料，如硫铝酸盐水泥和添加硅酸盐等物质的混凝土，可以提高工程的抗侵蚀能力。

其次，混凝土的施工需要注意加强细部处理，如缩短工程的连续浇筑间隔时间，增加混凝土表面沟槽等，以减少硫酸盐侵蚀的风险。

此外，在维护和保养方面，定期进行混凝土表面的清洗、修复和防护是非常重要的措施。

最后，我们要重视硫酸盐侵蚀问题的预防和治理。

在工程设计阶段，应根据具体环境条件和工程要求，合理制定防治措施。

提高建筑材料的质量控制，加强施工质量管理，定期进行工程检测和维护，及时修复已受损的结构，都是预防硫酸盐侵蚀问题的重要手段。

此外，科研领域也应加强对硫酸盐侵蚀问题的研究，提出更多有效的治理方法。

总之，硫酸盐侵蚀是水泥和混凝土工程中不可忽视的问题。

了解硫酸盐侵蚀对水泥和混凝土的影响，分析其成因以及推导出相应应对硫酸盐侵蚀问题的方法，对于保证工程结构的使用寿命和安全性至关重要。

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。

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。

冻融和硫酸盐侵蚀实验方案冻融：一、冻融破坏机理混凝土的冻融循环会使得混凝土内部产生冻胀从而导致混凝土开裂，而开裂的裂缝在冰溶解之后会渗透更多的水，在下一次水结冰之后会产生比上次一更大的膨胀，以此循环最终导致混凝土破坏。

二、检测参数混凝土强度损失率、混凝土质量损失率。

三、仪器设备材料试验机、低温箱、水槽、台秤四、试验内容(1)、按照要求制作直径70mm,高155mm的圆柱体混凝土试块，并养护。

(2)、无特殊要求，试件在28天后进行冻融实验，实验前4天，取出试件放在温度为15°C到20°C的水中。

浸泡时水面至少高出试件顶部20mm,4天之后进行冻融实验，对比试件应保留在标准养护室内，知道完成冻融循环试验之后与抗冻试件同时试压。

(3)、箱内防冻液的高度要高出试件盒内水溶液的高度，且试件之间要保持20mm的空隙，以保证防冻液能在冻融箱内顺畅流动。

(4)、抗冻试验冻结温度在-15℃到20℃循环,试件在温度为20℃时放入，装完试件后如果温度有较大的升高，则以温度降低到-15°C时起算冻结时间，每次从装完时间到重新降低到-15°C所需要的试件不应超过2小时。

冷冻箱的温度以其中心处的温度为准。

试件箱内如果没有有空余的试件位，需要用其他试件填充，以保证盒内温度均衡稳定。

(5)、抗冻试验结束后，把试件放在15-20°C的水中解冻4小时，融化完毕即为该次冻融循环结束，取出试件送入冷冻箱进行下一次循环试验。

(6)、冻结时间和融化试件均不得少于4个小时。

(7)、应常对冻融循环试件进行外观检查，发现有严重破坏时应进行称重，如果试件的平均质量损失率超过5%,即可停止试验。

、试件达到预定的循环次数之后，则用石膏找平后进行试压(8)、在冻融过程中，因故需要中断试验，为了避免是谁和影响强度，应将冻融试件放置在标准养护室保存，直至恢复冻融实验为止。

(9)、混凝土冻融试验后应按以下公式计算其强度损失率：具体测量指标公式：1、强度损失率：△fm=(fm1-fm2)/fm1△fm1:N次冻融循环之后的强度损失率fm1：对比组试块强度值fm2：N次冻融循环后试件的强度值2、质量损失率△Mm=(Mo-Mn)/Mo∆M m:N次冻融玄幻之后质量损失率△Mo：试验之前试块的质量∆M n：试验之后试块的质量(11)、同时满足强度损失率不超过25%,质量损失不超过5%的最大冻融循环次数作为试件的抗冻号备注：对照组：3个试验组:A组冻融循环30次、B组冻融循环60次、C组冻融循环90次，共3个试块试块分为不加新型HC复合筋，与加新型HC复合筋2个因素实验要用C25和陶粒2个因素冻融循环试验所需试块数量共计：3χ2χ2=36块混凝土冻融循环试验记录表试件编号：试验日期：年硫酸盐侵蚀：一、硫酸盐侵蚀混凝土机理硫酸盐侵蚀破坏是一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硫酸根离子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。

盐渍土腐蚀机理分析摘要:盐渍土在中国分布非常广泛，盐渍土对道路、桥梁及其他各类构筑物具有严重的腐蚀性，常常使该类地区的工程建筑造成较大的经济损失。

通过对盐渍土腐蚀机理的研究分析得出，在一定的地理环境下，水、空气、温度是影响硫酸盐类盐渍土腐蚀的重要因素。

关键词：硫酸盐盐渍土，腐蚀机理，影响因素盐渍土是指包含碱土、盐土在内的不同程度盐化、碱化土壤的总称。

盐土是指土壤中可溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的土类，盐分含量指标因不同盐分组成而异。

碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠的土。

当土中易溶盐的含量达到0.3%以上，并具有盐胀、溶陷及腐蚀等工程性能时，该类土被称为盐渍土[1]。

我国西北地区，如青海、新疆、西藏、内蒙古等地区分布着大大小小共1000多个盐湖，这些地区其后干燥，蒸发强烈，温度变化剧烈，毛细水因其积盐作用较为显著。

1 盐渍土研究现状1.1 盐渍土的分类盐渍土根据分类依据不同，有多种分类方法：①按盐性质不同，可分为以下五类：盐渍土名称阴离子含量比例Cl-/SO42- CO32-+HCO3-/ Cl-+SO42-氯盐渍土＞2 -亚氯盐渍土1～2 -亚硫酸盐渍土0.3～1 -硫酸盐渍土＜0.3 -碳酸盐渍土- ＜0.3②按含盐程度不同，可分以下四类：盐渍土名称含盐质量（%）氯盐渍土及亚氯盐渍土硫酸盐渍土及亚硫酸盐渍土弱盐渍土0.3～1 0.3～0.5中盐渍土1～5 0.5～2.0强盐渍土5～8 2～5过盐渍土＞8 ＞5③按地区不同分类：盐渍土按地区不同可分为内陆干旱盐渍土、滨海盐渍土、平原盐渍土等。

④按土的性质分类：盐渍土按土的性质分类，可分为粗颗粒盐渍土、细颗粒盐渍土等。

1.2 盐渍土腐蚀性研究现状盐渍土兼有土体自身腐蚀和盐类的腐蚀特征，其中土腐蚀包括：化学反应腐蚀、电化学腐蚀、物理作用腐蚀、微生物腐蚀等；盐类腐蚀主要包括：土中盐类（如氯离子、镁离子、铵离子等）产生的离子结晶、胀缩作用、硫酸盐还原菌作用等。

混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究研究背景硫酸盐侵蚀是混凝土建筑中常见的一种病害，严重影响混凝土的结构稳定性和使用寿命。

近年来，人们在混凝土结构的耐久性方面提出了许多新的要求，其中对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的要求越来越高。

因此，对于混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究变得越来越重要。

研究方法材料准备本试验选用国内常见的水泥、砂子、骨料等材料，按照一定的比例制备混凝土试块。

硫酸盐溶液的浓度为5%。

试验步骤1.制备混凝土试块混凝土试块的制备应按照现有的混凝土试验标准进行，制备好的混凝土试块应在养护期内达到一定的强度。

2.模拟硫酸盐侵蚀条件将制备好的混凝土试块分为两组，一组浸泡于硫酸盐溶液中，另一组作为对照组。

浸泡时间为28天，每7天更换一次硫酸盐溶液。

3.试验结果分析分别测试两组混凝土试块的抗压强度、吸水率和质量损失率，并进行数据比较、分析和处理。

试验结果抗压强度在28天的试验周期内，硫酸盐溶液中的混凝土试块的抗压强度损失较大，对照组的抗压强度也有所下降。

但是，在一定程度上硫酸盐侵蚀可以改善混凝土的耐久性。

吸水率硫酸盐溶液中的混凝土试块吸水率较高，而对照组的吸水率较低。

说明硫酸盐侵蚀会增加混凝土的毛细孔和裂隙，导致其吸水性能变差。

质量损失率在试验周期内，硫酸盐侵蚀会导致混凝土质量的不断下降，而对照组的质量损失率呈现较小幅度的下降趋势。

说明混凝土的质量受到硫酸盐侵蚀的影响。

结论硫酸盐侵蚀会对混凝土的结构稳定性和使用寿命产生负面的影响。

但是，适量的硫酸盐侵蚀可以增加混凝土的耐久性，提高其抗侵蚀性能。

因此，在混凝土结构设计和建造中需要充分考虑硫酸盐侵蚀因素。