硫酸盐腐蚀

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]。

混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法标题：混凝土中硫酸盐侵蚀原理与防治方法引言：混凝土是现代建筑中广泛使用的重要建材之一，但在某些情况下，混凝土表面会遭受到硫酸盐的侵蚀，导致结构衰败和损害。

本文将深入探讨混凝土中硫酸盐侵蚀的原理，以及一些有效的防治方法。

一、硫酸盐侵蚀的原理1. 混凝土中的硫酸盐来源1.1 大气中的硫化物：例如来自大气污染物的二氧化硫，会在空气中与水反应生成硫酸根离子。

1.2 地下水和土壤中的硫酸盐：地下水和土壤中的硫酸盐通常来自含有硫酸盐的酸性岩石，或者是由人为原因引起的，如污水渗入土壤或含硫污染物的倾倒。

2. 硫酸盐对混凝土的侵蚀作用2.1 硫酸盐与水反应：硫酸盐在混凝土中与水反应生成硫酸，使混凝土中pH值下降，同时释放出大量的氢离子。

2.2 硫酸离子的腐蚀作用：硫酸离子对混凝土中的水化产物、钙铝硅酸盐胶凝材料和钢筋等产生腐蚀作用，导致混凝土的体积膨胀、强度降低，进而引发开裂、剥落和结构损坏。

二、混凝土中硫酸盐侵蚀的分类为了更好地认识混凝土中硫酸盐侵蚀的特点和严重程度，我们将其分为三个等级：1. 轻度硫酸盐侵蚀：混凝土表面出现轻微腐蚀现象，无明显损害。

2. 中度硫酸盐侵蚀：混凝土表面出现腐蚀现象，开裂和表面剥落明显，并且强度降低。

3. 重度硫酸盐侵蚀：混凝土表面严重腐蚀，大面积剥落和破坏，失去正常的结构强度。

三、混凝土中硫酸盐侵蚀的防治方法1. 选用合适的混凝土配方：在混凝土原材料中添加硫酸盐抑制剂，合理调整水灰比和骨料的优选，以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。

2. 表面保护措施：2.1 表面涂层：使用耐酸碱的涂层材料，如环氧树脂、聚氨酯等，形成一层防护膜，防止硫酸盐的进一步侵蚀。

2.2 防水材料：混凝土表面涂覆防水材料，减少水的渗透，以降低硫酸盐的侵蚀。

3. 抗渗措施：3.1 高性能混凝土：采用高抗渗混凝土，减少水分渗透，降低硫酸盐的侵蚀。

3.2 改善混凝土工艺：优化混凝土制作和施工工艺，减少混凝土产生裂缝的可能性，避免硫酸盐通过裂缝侵蚀混凝土。

大部分的土壤中含有硫酸盐，以石膏(CaSO4.2H20)的形式存在(一般以S04计含0.01%一0.05%)，此含量对混凝土无害。

在正常温度下，石膏在水中的溶解度很有限。

地下水中硫酸盐浓度较高，通常是由于存在硫酸镁、硫酸钠和硫酸钾所致;农村土壤和水中常常含有硫酸馁。

用高硫煤为燃料的锅炉和化学工业的排放物中可能会含有硫酸。

沼泽、采矿坑、污水管中有机腐殖物的分解会生成H2S，H2S会由于细菌的作用转变成硫酸。

混凝土冷却塔的用水，可能会由于水的蒸发而含有高浓度的硫酸盐。

因此在自然水和工业水中，硫酸盐的侵害不容忽视。

从硫酸根的来源看，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)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)内部SO42-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SO42-与水泥石矿物的反应，但由于SO42-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SO42-从混凝土拌和时就己存在，不经过扩散即可与水泥石中的矿物发生侵蚀反应，而SO42-的浓度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。

本课题重点探讨由外部引起的侵蚀。

水泥混凝土受侵蚀破坏主要是水泥石的受侵蚀破坏。

在水泥侵蚀破坏诸多类型中，产生的侵蚀内因基本一致，但以外部侵蚀介质的硫酸盐，镁盐侵蚀最为严重。

所以，进行水泥混凝土的抗硫酸盐，镁盐侵蚀，对提高普通水泥混凝土的抗侵蚀研究具有代表性和普遍性。

①离子的影响Bonen和cohen[曾调查过硫酸镁溶液对水泥浆的影响，提出镁离子最初在暴露面上形成一层氢氧化镁沉淀。

因为其溶解度低，镁离子不易通过这层膜深入其内部，但应加以注意的是，氢氧化镁的形成消耗了大量的ca(oH)2，其浓度的下降使得溶液的PH值下降，为了保持稳定性，C-S-H凝胶释放出大量的到周围的溶液中，ca(oH)2来增加PH值，这最终导致C-S-H凝胶的分解，在侵蚀的高级阶段，C-S-H凝胶中的Ca2+能够完全被Mg2+完全替代，形成不具有胶结性的糊状物。

硫酸盐对钢筋的腐蚀的原理
硫酸盐对钢筋的腐蚀原理主要涉及以下几个方面：
1. 酸性环境：硫酸盐可以溶于水形成硫酸溶液，其中产生的H+离子会使溶液呈酸性。

酸性环境会破坏钢筋表面的氧化膜，并加速钢筋的电化学反应。

2. 腐蚀电位差：钢筋和硫酸溶液之间存在电子交换，从而形成腐蚀电池。

在钢筋表面较高氧化态区域，金属会发生氧化反应，损失电子，转化为较低氧化态的离子。

在硫酸溶液中较低氧化态区域，硫酸盐会接受电子，转化为较高氧化态的物质。

这种电子的交换会导致钢筋表面发生电化学腐蚀。

3. 硫酸盐离子的侵蚀性：硫酸盐离子具有较强的侵蚀性，可以直接侵蚀钢筋表面的氧化膜，进而影响钢筋的物理性能和耐腐蚀性。

综上所述，硫酸盐对钢筋的腐蚀主要是通过酸性环境、腐蚀电位差以及硫酸盐离子的侵蚀性等方式，导致钢筋表面的氧化膜破坏，进而加速钢筋的腐蚀过程。

硫酸盐对金属腐蚀机理的影响研究硫酸盐是一种常见的无机化合物，广泛应用于工业生产、农业肥料和医药领域。

但是，在某些情况下，硫酸盐可能对金属材料产生腐蚀作用。

本文将探讨硫酸盐对金属腐蚀机理的影响。

一、硫酸盐的化学性质硫酸盐是由硫酸根离子(SO42-)和金属离子组成的化合物。

硫酸根离子具有较高的氧化能力，可以与金属发生氧化还原反应。

在硫酸盐存在下，金属会发生失去电子的反应，从而形成与金属离子对应的硫酸盐。

二、硫酸盐对金属的腐蚀机理1. 硫酸盐的电化学腐蚀硫酸盐的腐蚀主要是通过电化学反应来进行的。

当金属置于含有硫酸盐的溶液中时，硫酸根离子与金属表面发生电化学反应。

在阳极区域，金属会失去电子变成金属离子，而在阴极区域，硫酸根离子接受电子成为硫酸分子。

这个过程中涉及到电子的流动和离子的迁移，形成了金属腐蚀的电化学环路。

电化学腐蚀是硫酸盐对金属腐蚀的主要机理之一。

2. 硫酸盐的物理腐蚀除了电化学腐蚀外，硫酸盐还可能对金属材料产生物理腐蚀作用。

硫酸盐具有很强的酸性，能够腐蚀金属表面形成氢气。

氢气会在金属内部积聚，形成氢脆现象，导致金属材料发生脆性断裂。

这种物理腐蚀对于高强度金属尤为严重，容易引起材料的疲劳破坏。

三、硫酸盐腐蚀的影响因素1. 硫酸盐浓度硫酸盐的腐蚀作用与其浓度密切相关。

随着硫酸盐浓度的增加，腐蚀速度也会相应增加。

这是因为浓硫酸盐溶液中的硫酸根离子浓度高，使金属表面电位下降，加速了电化学腐蚀的反应速率。

2. 温度温度是影响硫酸盐腐蚀速率的重要因素之一。

在一定温度范围内，随着温度的升高，硫酸盐的活性也会增加，腐蚀速率加快。

这是因为高温条件下，反应速率较快，离子的迁移能力增强。

3. 金属材料的性质不同金属对硫酸盐的腐蚀具有不同的抵抗能力。

一般来说，耐蚀性较好的金属，如不锈钢等，对硫酸盐的腐蚀抵抗能力较强。

而对于一些容易被腐蚀的金属，如铁和铜等，硫酸盐的腐蚀作用更为明显。

四、硫酸盐腐蚀的防护措施1. 表面涂层涂层是一种常用的防护措施。

硫酸盐腐蚀对透水混凝土抗压强度及透水性能的影响黄美燕【摘要】采用体积法配制了3种不同透水混凝土,对其不同硫酸盐腐蚀龄期(30、60、90、120 d)的抗压性能及透水性能进行研究,分析了硫酸盐对透水混凝土的腐蚀机理.结果表明:随硫酸盐腐蚀龄期的延长,透水混凝土的抗压强度有不同程度的降低;腐蚀龄期一定时,骨料粒径越小,其抗压强度的降幅越大.透水系数随腐蚀龄期的延长有增大的趋势,腐蚀龄期一定时,骨料粒径越小,其透水系数的提升幅度越大.硫酸盐与混凝土内部集料反应,生成物体积发生膨胀而导致混凝土内部开裂,使混凝土整体强度降低;并导致混凝土的胶凝物质含量下降,由于生成物自身强度较低,使混凝土的粘结力随之下降,宏观强度降低.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2019(046)002【总页数】5页(P40-44)【关键词】硫酸盐腐蚀;透水混凝土;抗压强度;透水系数【作者】黄美燕【作者单位】湖南城建职业技术学院市政与路桥工程系,湖南湘潭 411101【正文语种】中文【中图分类】TU528.20 引言透水混凝土是由粗骨料、水泥和水拌制而成的一种非封闭性多孔混凝土，具有透气、透水、吸声和质量小的特点，对改善城市热环境、地表土壤生态环境、吸声降噪等方面效果显著。

因此，透水混凝土被称为海绵城市建设必不可少的透水路面材料[1-3]。

目前，关于透水混凝土的研究主要从原材料的选取、配合比设计及路用性能等方面提出了一些比较成熟的观点和理论。

张瑶等[4]利用自主研发的外加剂制备透水混凝土，研究了水灰比和外加剂掺量对透水混凝土抗压强度和孔隙率的影响。

徐向舟等[5]研制了以烘干砂为主要原料，高强度等级水泥为粘结剂的混凝土透水砖，并对透水砖的抗压强度、透水率等物理指标进行了测试。

李子成等[6]的研究认为，透水混凝土的最薄弱部位是骨料与胶凝材料的界面区域，并研究了矿物活性超细粉和高分子聚合物对透水混凝土界面的增强增韧效应。

结果表明：超细粉煤灰和硅灰颗粒可以分散到界面过渡区的粗糙孔隙结构区域，提高界面过渡层的致密程度。