不同盐腐蚀环境下混凝土孔结构研究

混凝土的腐蚀与防腐措施混凝土作为一种常见的建筑材料，在各种工程中被广泛使用。

然而，混凝土也容易受到腐蚀的影响，从而降低其强度和使用寿命。

本文将探讨混凝土的腐蚀原因以及可采取的防腐措施。

一、混凝土的腐蚀原因混凝土的腐蚀主要是由于以下几个方面原因：1. 外界环境因素：混凝土通常在各种恶劣的环境中使用，例如海洋环境中的盐雾、酸雨等，这些环境对混凝土的腐蚀作用较大。

2. 内部因素：混凝土中的一些化学成分本身就具有腐蚀性，例如硫酸盐、氯离子等，它们会与混凝土内部的钙石灰石反应，导致混凝土的腐蚀。

3. 缺陷与损伤：混凝土结构中的裂缝、孔洞等缺陷会导致水分和气体渗透到混凝土内部，从而引发腐蚀。

二、混凝土腐蚀的分类根据腐蚀的形式，混凝土腐蚀可以分为以下几种类型：1. 碳化：主要是由于二氧化碳进入混凝土中与钙石灰石反应，导致钢筋腐蚀和混凝土强度降低。

2. 氯盐侵蚀：海水中的氯离子会渗透到混凝土中，与钢筋发生化学反应，进而破坏混凝土结构。

3. 硫酸盐侵蚀：硫酸盐在一些工业废水中存在，会与混凝土内的钙石灰石反应，导致混凝土的腐蚀。

4. 冻融循环：在低温和高温交替时，水在混凝土中冻结和融化，会引起混凝土的体积变化和开裂，从而导致腐蚀。

三、混凝土防腐措施为了延长混凝土的使用寿命和提高结构的稳定性，人们采取了各种防腐措施，下面介绍几种有效的方法：1. 表面涂层：通过在混凝土表面涂覆阻隔涂层，可以有效地防止外界环境因素对混凝土的侵蚀。

涂层可以是聚合物涂料、硅酸盐涂料等，选择合适的涂层取决于具体使用环境。

2. 防水处理：混凝土的水化反应过程中会产生较多的孔隙和细小裂缝，这些都是混凝土腐蚀的通道。

通过混凝土防水处理，可以减少这些通道，阻止水分和气体的渗透。

3. 添加防腐剂：在混凝土的配比中添加防腐剂，可以改善混凝土的耐腐蚀性能。

例如，添加硅酸盐、硫酸盐等化学物质，可以减少混凝土与外界环境的反应。

4. 钢筋防腐：钢筋是混凝土中重要的构件，其防腐处理至关重要。

盐渍土环境混凝土基础抗腐蚀措施发表时间：2018-03-21T13:59:23.513Z 来源：《防护工程》2017年第33期作者：成佃虎[导读] 盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的统称。

摘要：通过对盐渍土地区混凝土腐蚀的机理分析, 指出了西部盐渍区富含的硫酸盐是造成混凝土物耐久性差的主要原因; 并详细阐述了国内外关于混凝土硫酸盐侵蚀影响因素的现状研究。

简要介绍了盐渍土环境中钢筋混凝土结构腐蚀失效原理，并综述了国内外近年来对盐渍土钢筋混凝土腐蚀机理研究的相关情况。

关键词：盐渍土；混凝土；抗腐蚀一、引言盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的统称。

碱土含有较多量的交换性钠，又称钠质土，盐土是指土壤中易溶盐的含量达到0．5％以上的土类。

盐渍土广泛分布在我国东部沿海及西北盐湖地区，这类土壤中含有较高浓度的氯离子，以及一定量的硫酸根离子、镁离子等侵蚀性物种，因此对钢筋混凝土结构物常构成比较严重的腐蚀。

盐渍土地区的建筑物常常在远未到达设计寿命时就会出现表层混凝土粉化脱落及钢筋锈蚀等现象，给人们的生产生活造成巨大的损失。

盐渍土环境下多种侵蚀性介质对钢筋混凝土的腐蚀问题一直是广泛关注的热点之一，人们围绕混凝土损伤失效以及钢筋锈蚀过程展开了一系列的研究。

二、盐渍土对混凝土的腐蚀原因盐渍土含盐量及含盐种类有很大差别, 其腐蚀性也有差异。

氯盐主要腐蚀混凝土中的钢筋从而引起结构破坏; 硫酸盐主要是通过物理、化学作用破坏水泥水化产物, 使混凝土分化、脱落和丧失强度。

1 硫酸盐的化学腐蚀机理实际上硫酸盐侵蚀是一个比较复杂的过程。

硫酸盐侵蚀引起的危害性包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解。

不同的Ca、N a、K、M g 和Fe 的阳离子会产生不同的侵蚀机理和破坏原因, 如硫酸钠和硫酸镁的侵蚀机理就截然不同。

1) 硫酸钠侵蚀首先是Na2SO4和水泥水化产物Ca(OH)2的反应, 生成的石膏(CaSO 4·2H2O ) , 再与单硫型硫铝酸钙和含铝的胶体反应生成次生的钙矾石, 由于钙矾石具有膨胀性, 所以钙矾石膨胀破坏的特点是混凝土试件表面出现少数较粗大的裂缝。

混凝土耐酸碱腐蚀原理一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料，在工业、民用和道路等多个领域都有应用。

然而，在某些特殊环境下，混凝土会遭受酸、碱、盐等化学物质的侵蚀，导致混凝土结构的损坏和失效。

因此，研究混凝土耐酸碱腐蚀原理，对于提高混凝土结构的耐久性和使用寿命具有重要意义。

二、混凝土的化学成分及其性质混凝土主要由水泥、骨料、砂、水等材料组成。

其中，水泥是混凝土中的主要胶结材料，其主要成分是硅酸盐水泥和铝酸盐水泥。

水泥在水的作用下发生水化反应，生成水化硬化产物，使混凝土具有一定的强度和硬度。

骨料和砂是混凝土的骨架材料，其主要成分是沙子、石子等天然矿物或人工制品。

水是混凝土的重要组成部分，它在混凝土中起到胶凝和润湿的作用，同时也是混凝土中水化反应的必要条件。

三、混凝土耐酸碱腐蚀的机理混凝土在酸、碱等化学物质的侵蚀下，其耐久性会受到影响，甚至导致混凝土结构的损坏和失效。

混凝土耐酸碱腐蚀的机理主要包括以下几个方面：1. 混凝土中水泥基质的溶解水泥基质是混凝土中的主要胶结材料，其主要成分是硅酸盐水泥和铝酸盐水泥。

酸、碱等化学物质会与水泥基质中的CaO、MgO、Al2O3等成分发生反应，产生可溶性盐酸、硫酸、氢氧化钠等物质，导致水泥基质的溶解。

水泥基质的溶解会使混凝土失去一定的强度和硬度，从而导致混凝土结构的损坏和失效。

2. 混凝土中骨料的溶解混凝土中的骨料主要由天然矿物或人工制品组成。

酸、碱等化学物质会与骨料中的CaO、MgO、Fe2O3等成分发生反应，产生可溶性盐酸、硫酸、氢氧化钠等物质，导致骨料的溶解。

骨料的溶解会导致混凝土骨架的破坏和强度降低，从而导致混凝土结构的损坏和失效。

3. 混凝土中钙矾土的生成混凝土中的水泥基质和骨料中含有一定量的铝酸盐和硅酸盐等成分，当这些成分遭受酸、碱等化学物质的侵蚀后，会与水中的钙离子发生反应，生成钙矾土。

钙矾土的生成会使混凝土中的孔隙率增大，从而导致混凝土结构的强度和硬度降低，甚至导致混凝土结构的破坏和失效。

混凝土在海水环境下的性能研究一、引言混凝土是一种广泛使用的建筑材料，其性能的研究一直备受关注。

然而，在海水环境下，混凝土的性能受到了更加严峻的考验。

海水中含有多种盐类等物质，会对混凝土的性能产生较大的影响，如混凝土的强度、耐久性等。

因此，对混凝土在海水环境下的性能进行研究，对于提高混凝土的使用寿命和保证工程质量具有重要的意义。

二、混凝土在海水环境下的影响因素1.海水中的盐分海水中含有多种盐类物质，如氯离子、硫酸盐等。

这些盐类会渗透到混凝土内部，引起混凝土内部的化学反应，进而使混凝土的强度降低、开裂、腐蚀等。

2.海水中的微生物海水中存在大量的微生物，这些微生物会附着在混凝土表面，形成生物膜。

生物膜会吸附海水中的盐分等有害物质，进一步加剧混凝土的腐蚀和破坏。

3.海水中的温度海水中的温度会对混凝土的性能产生影响。

当海水温度变化较大时，混凝土会因温度变化而产生应力，从而引起混凝土的开裂。

4.海水中的波浪和水流海水中的波浪和水流会对混凝土表面产生冲刷和撞击，从而加剧混凝土的破坏。

三、混凝土在海水环境下的性能研究1.混凝土的强度混凝土在海水环境下的强度会受到海水中的盐分和温度的影响。

研究表明，随着海水中盐分浓度的增加，混凝土的强度会逐渐降低。

此外，当海水温度变化较大时，混凝土会因温度变化而产生应力，从而引起混凝土的开裂，从而降低混凝土的强度。

2.混凝土的耐久性混凝土在海水环境下的耐久性主要受到海水中的盐分和微生物的影响。

研究表明，海水中的氯离子会渗透到混凝土内部，引起混凝土内部的化学反应，进而使混凝土的强度降低、开裂、腐蚀等。

此外，海水中的微生物会附着在混凝土表面，形成生物膜，进一步加剧混凝土的腐蚀和破坏。

3.混凝土的抗渗性混凝土在海水环境下的抗渗性主要受到海水中的盐分和水流的影响。

研究表明，海水中的盐分会渗透到混凝土内部，进而使混凝土的孔隙度增大，从而降低混凝土的抗渗性。

此外，海水中的波浪和水流会对混凝土表面产生冲刷和撞击，从而进一步降低混凝土的抗渗性。

混凝土抗硫酸盐腐蚀机理与防治策略探究1、硫酸盐侵蚀混凝土劣化机理当环境中的硫酸盐离子进入水泥石内部以后，会与水泥石中的一些固相发生化学反应，生成一些难溶物引起的。

这些难溶物一般强度很低，并且在生成时会产生体积膨胀，引起混凝土的开裂、剥落和解体，此外还会使水泥石中的CH和C-S-H等组分溶出或分解，使混凝土失去强度和粘结力。

混凝土硫酸盐侵蚀主要有以下几种[1][2]。

1.1钙矾石膨胀破坏环境中的SO42-会与水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙（钙矾石，3CaO·Al2O3·CaSO4·32H2O）。

钙矾石是一种溶解度非常低的盐类矿物，即使在石灰浓度很低的溶液中也能稳定存在。

钙矾石晶体会结合大量的水分子，其体积比水化铝酸钙增加了2.2倍。

并且钙矾石在析出时会形成及其微细的针状或片状晶体，在水泥石中产生很大的内应力，引起混凝土结构破坏。

1.2石膏膨胀破坏当SO42- 大于1000mg/L时，同时水泥石的毛细孔被饱和石灰溶液填充的情况下，会有石膏晶体析出：Ca（OH）2+2H2O→CaSO4·2H2O+2OH-生成的CaSO4·2H2O体积增大1.24倍，导致混凝土内部膨胀应力增加而破坏；同时消耗了水泥水化生成的CH，使胶凝物质分解失去强度。

若水泥处于干湿交替状态，即使SO42-浓度不高，也往往会因为水分蒸发而使侵蚀溶液浓缩，石膏结晶侵蚀成为主导因素。

1.3MgSO4溶蚀-结晶破坏MgSO4破坏是最严重的一种，即使掺硅灰的混凝土也难以抵抗MgSO4的侵蚀。

因Mg2+与SO42-均为侵蚀源，二者相互叠加，构成严重的复合侵蚀。

除石膏或钙矾石的膨胀破坏外，还会使氢氧化钙转化为氢氧化镁，降低碱度，破坏C-S-H水化产物稳定存在的条件，使C-S-H分解，造成水泥基材强度与粘结性损失。

1.4碳硫硅钙石溶液-结晶型破坏在硫酸盐腐蚀过程中还会产生碳硫硅钙石（CaSO3·SCaSO4·CaSiO4·15H2O），其生成途径有两种，一是C-S-H与硫酸碳酸盐直接反应生成，二是由钙矾石过度相逐渐转变而成[3]。

海水中钢筋混凝土桥梁结构防腐耐久性技术措施分析随着社会发展的需求与技术的进步，使得公路桥梁的建设由内陆水环境延伸为沿海甚至跨海环境，在新环境的要求下，钢筋混凝土桥梁的防腐耐久性技术日趋重要。

然而处于海水环境中的钢筋混凝土桥梁结构,由于氯盐环境的影响导致结构内的钢筋极易锈蚀,进而大幅度降低了桥梁的使用寿命,对结构的安全也带来了危害。

据工业发达国家报道，钢筋混凝土在海洋环境中的浪溅区及海洋大气区内，使用寿命大幅缩短，结构大量返修，造成的损失往往能达到总投资的40％。

本文主要分析了海水环境下桥梁结构腐蚀的原因,并就海水环境下的桥梁结构防腐耐久性技术措施从结构形式、构造及材料选择等几个方面进行分析论述。

最后,针对北方海洋环境下桥梁的设计和施工,提出具体的提高桥梁抗腐蚀性的技术措施。

一、海水环境下的桥梁结构腐蚀原因分析一般来讲,砼内部的高碱性能使钢筋表面形成一层钝化膜,保护钢筋免受锈蚀。

而钢筋锈蚀往往也就开始于其表面钝化膜的破坏。

在海水环境下,它的破坏主要有以下原因导致:首先是供氧不足。

一般来讲,钢筋表面钝化膜要保持良好需要一定浓度的氧流量(一般为0. 2~0. 3mA/m2),而水下环境的氧流量一般很低,进而导致钝化膜的厚度逐渐减小直至完全消失,导致钢筋非常缓慢的腐蚀。

再有,海水环境下的桥梁结构由于经常与海水接触并处于潮湿环境中,因各种原材料挟进砼中的氯离子以及海水中的大量氯离子不断渗入到钢筋周围,当此氯离子含量达到某一临界值时,钢筋的钝化膜开始破坏,丧失对钢筋的保护作用,从而引起钢筋锈蚀,削弱其有效断面,并引起膨胀,进而破坏砼保护层,形成恶性循环,加速砼结构破坏,使桥梁使用寿命受到严重威胁。

因此,必须进行防腐蚀耐久性设计,保证砼结构在设计使用年限内的安全和正常使用功能。

二、桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计,应针对结构预定功能和所处的环境条件,选择合理的结构形式、构造和抗腐蚀性、抗渗性好的优质砼;对处于浪溅区和水位变动区的桥梁下部结构,宜采用高性能砼,或同时采用特殊的防腐措施,同时宜采用焊接性能好的钢筋。

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。

目前重大工程混凝土开裂行为、耐久性和服役寿命等已引起国内外混凝土工程界和科学界的密切关注，也是当今困扰重大基础设施建造的世界性难题[1]。

混凝土耐久性研究越来越关注工程的使用环境，大量实际工程调研结果表明，腐蚀环境下混凝土结构的耐久性劣化主要原因为氯盐、硫酸盐、镁盐等盐类侵蚀及干湿循环作用[2,3]。

而腐蚀离子主要通过混凝土内部孔隙向混凝土内部侵蚀，混凝土内部孔结构直接决定腐蚀离子向混凝土内部的传输过程。

研究混凝土在不同腐蚀环境下内部孔结构变化规律，对研究混凝土抗腐蚀性能有重大指导意义，从一定层度上能够反映混凝土的耐久性能。

根据材料的本构关系，混凝土作为一个多孔体系材料，它的任何性能都取决于自身的组成和结构，混凝土的耐久性问题也不例外。

因此从多孔材料的孔结构出发来探讨耐久性破坏的过程是非常有必要的[4]。

1原材料与配合比设计试验所用原材料为金宁羊P•Ⅱ42.5R级水泥；镇江谏壁Ⅰ级粉煤灰(FA)；比表面积为478m2/kg 的磨细矿渣(SL)；JM—PCA高效减水剂；细度模数为2.90的赣江中砂；5～25mm连续级配石灰岩碎石。

混凝土的配合比设计基于崇启大桥的承台大体积混凝土，设计强度等级为C35，由于不同建筑结构不同部位的功能不同，同时考虑到混凝土的不同应用结构部位或环境，从降低水化热、减少化学和干燥收缩、提高抗裂性能和改善混凝土不同盐腐蚀环境下混凝土孔结构研究Pore structure o f the concrete under the different salt corrosive environment何宏荣1 王逵明2 王 伦1,3 庞超明3 秦鸿根3(1 江苏省交通科学研究院股份有限公司，江苏 南京 211112；2 新疆交通建设管 理局，新疆 乌鲁木齐 830049；3 东南大学 材料科学与工程学院，江苏省土木工程材料重点实验室，江苏 南京 211189)摘 要：采用压汞法测试硬化后混凝土 的孔结构参数，以不同腐蚀环境下腐蚀前后混凝土的孔结构为研究对象，以基准混凝土作对 比，研究了矿物掺合料对混凝土孔结构及其抗腐蚀性能的影响，探 讨混凝土在不同盐腐蚀环境下孔结构在 腐蚀前后的关系。

浅谈建筑基础腐蚀机理及防腐蚀措施摘要：结合多年的实际工作经验，从碳化作用、氯盐腐蚀、硫酸盐的腐蚀、酸的腐蚀、碱的腐蚀分析了建筑基础腐蚀机理，并且提出了防腐措施，仅供相关技术入员参考。

关键词：建筑基础，腐蚀，机理分析，防腐措施1引言建筑基础埋置于地下，有可能会受到腐蚀性水和污染土的侵蚀，引起基础混凝土开裂破坏、钢筋受到腐蚀，导致基础的耐久性降低。

因此，对于腐蚀环境下的建筑基础，必须进行防腐蚀设计。

2混凝土腐蚀机理分析2.1碳化作用空气中或溶于水中的CO2与水泥石中的Ca(OH)2、水化硅酸钙(3CaO.2SiO2.3H2O)等起反应，导致混凝土中碱度降低和混凝土本身的粉化。

混凝土碳化受多种因素影响，混凝土的材料、配比、环境条件如温度、湿度、CO2浓度等对其都有影响，碳化作用对混凝土的腐蚀作用是最明显的，其主要反应式如下：Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2OCO2+H20→H2CO3Ca(OH)2+H2CO3→CaCO3+H2O2.2氯盐腐蚀氯盐腐蚀是沿海混凝土建筑物和公路混凝土结构腐蚀破坏最重要的原因之一。

氯盐既可能来自于外部的海水、海雾、化冰盐；也可能来自于建筑过程这使用的海砂、早强剂、防冻剂等。

它可以和混凝土中的Ca(OH)2.3CaO.2A12O3.3H2O等起反应，生成易溶的CaCl2和带有大量结晶水、比反应物体积大几倍的固相化合物，造成混凝土的膨胀破坏，其反应式如下：2Cl+Ca(OH)2→CaCl2+2OH-2Ca(OH)2+2C1-十(n-1)H20→CaO.CaCl2.nH2O3CaCl2+3CaO.Al2O3.6H20+25H2O→3CaO.Al2O3.3CaCl2.31H2O2.3硫酸盐的腐蚀硫酸盐也是破坏混凝土结构耐久性的一个重要因素，硫酸及硫酸盐溶液进入混凝土的毛细孔中，硬化时水分蒸发，浓度提高，直接结晶，体积膨胀或直接与水泥石成分发生化学反应，生成结晶，体积膨胀，从而导致混凝土胀裂破坏。