混凝土抗腐蚀研究
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混凝土防腐蚀技术的研究与应用混凝土是一种常用的建筑材料,但是它也面临着一些问题,其中一个主要的问题就是防腐蚀。
混凝土在长时间的使用中会受到大气、水、化学物质等多种因素的侵蚀,导致混凝土的质量下降,甚至失去使用价值。
因此,混凝土防腐蚀技术的研究与应用具有重要的意义。
一、混凝土防腐蚀技术的研究1. 防腐蚀材料的研究防腐蚀材料是混凝土防腐蚀技术的重要组成部分,目前主要的防腐蚀材料有:防腐涂料、防腐粉末涂料、防腐蚀剂、防腐蚀纤维等。
(1)防腐涂料防腐涂料是目前应用最广泛的一种防腐蚀材料,它可以在混凝土表面形成一层保护膜,防止外界腐蚀因素的侵蚀。
防腐涂料有油漆、乳胶漆、环氧涂料、聚氨酯涂料等,其中环氧涂料和聚氨酯涂料的防腐性能更好,但价格也更高。
(2)防腐粉末涂料防腐粉末涂料是一种新型的防腐蚀材料,它可以在混凝土表面形成一层均匀的涂层,具有较强的防腐性能和耐久性。
防腐粉末涂料的种类和颜色很多,可以根据具体需要选择不同的涂料。
(3)防腐蚀剂防腐蚀剂是一种添加在混凝土中的化学物质,它可以防止混凝土中的钢筋受到腐蚀。
防腐蚀剂的种类有很多,如磷酸盐、硝酸盐、硅酸盐等,可以根据具体需要选择不同的防腐蚀剂。
(4)防腐蚀纤维防腐蚀纤维是一种添加在混凝土中的纤维材料,它可以增加混凝土的强度和耐久性,同时也可以防止混凝土中的钢筋受到腐蚀。
防腐蚀纤维的种类有很多,如玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯纤维等,可以根据具体需要选择不同的纤维材料。
2. 防腐蚀技术的研究除了防腐蚀材料外,还有一些防腐蚀技术可以用于保护混凝土,如防腐蚀涂层、防腐蚀喷涂、防腐蚀电泳等。
(1)防腐蚀涂层防腐蚀涂层是一种涂覆在混凝土表面的保护层,可以防止外界的腐蚀因素侵蚀混凝土。
防腐蚀涂层的种类有很多,可以根据具体需要选择不同的涂层。
(2)防腐蚀喷涂防腐蚀喷涂是一种将防腐蚀材料喷涂在混凝土表面的方法,可以形成一层均匀的涂层,具有较强的防腐性能和耐久性。
防腐蚀喷涂的种类和颜色很多,可以根据具体需要选择不同的喷涂材料。
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。
混凝土的抗腐蚀性能研究混凝土是一种常用的建筑材料,其抗腐蚀性能对于结构的耐久性至关重要。
本文将研究混凝土的抗腐蚀性能,并探讨提高混凝土耐久性的方法。
一、混凝土的抗腐蚀性能概述混凝土作为建筑结构中常用的材料之一,其抗腐蚀性能直接影响到建筑物的使用寿命以及安全性。
混凝土在腐蚀环境中承受化学侵蚀、物理侵蚀和生物侵蚀等多重腐蚀形式。
化学侵蚀主要来自于酸碱性环境、氯离子渗透和氧化物侵蚀等。
物理侵蚀包括冻融循环和渗透压蚀等。
生物侵蚀包括微生物作用和植物根系侵蚀等。
二、提高混凝土抗腐蚀性能的方法1. 配置高性能混凝土通过控制混凝土配合比和使用适当的掺合材料,可以提高混凝土的密实性和耐久性。
适当增加水泥掺量、使用矿渣粉、硅灰等掺合材料,可以提高混凝土的力学性能和抗腐蚀性能。
2. 表面防护层的施工在混凝土表面施工防护层,可以阻止有害物质的渗透,并提高混凝土的密实性和抗腐蚀性能。
常用的表面防护方式包括涂覆防水涂料、喷涂抗碱玻璃纤维网等。
3. 阳极保护技术阳极保护技术是一种常用的混凝土抗腐蚀方法,通过在混凝土中嵌入金属阳极,形成保护电流,阻止钢筋的腐蚀。
阳极保护技术可以有效延缓混凝土的腐蚀速度和提高混凝土的耐久性。
4. 阳离子交换方法阳离子交换方法通过在混凝土中加入合适的阳离子交换剂,可以改善混凝土中氯离子的渗透性,减少钢筋的腐蚀。
阳离子交换方法可以显著改善混凝土的抗腐蚀性能。
三、混凝土抗腐蚀性能的评估方法1. 电化学方法电化学方法通过测量混凝土中的电流、电位等参数,可以评估混凝土的抗腐蚀性能。
常用的电化学方法包括极化曲线法、交流阻抗法等。
2. 腐蚀速率测定腐蚀速率测定可以直接评估混凝土的抗腐蚀性能。
常用的腐蚀速率测定方法包括重量损失法、电流密度法等。
3. 表面观察和材料分析通过观察混凝土表面的腐蚀程度和进行材料分析,可以评估混凝土的抗腐蚀性能。
常用的表面观察方法包括目测和显微镜观察等。
四、混凝土抗腐蚀性能的应用领域混凝土的抗腐蚀性能在各个领域中具有重要的应用价值。
混凝土的抗腐蚀性能与防腐措施混凝土是一种普遍应用于建筑、基础设施和工程结构中的材料,其重要性不可忽视。
然而,随着时间的推移,混凝土很容易受到气候、化学物质和其他外部因素的腐蚀影响。
因此,了解混凝土的抗腐蚀性能以及采取相应的防腐措施是至关重要的。
一、混凝土的抗腐蚀性能1. 抗硫酸盐腐蚀性能硫酸盐是混凝土结构最常见的腐蚀因素之一。
当混凝土暴露在高硫酸盐含量的环境中时,硫酸盐会与混凝土中的钙、铝、硅等元素发生化学反应,导致混凝土的体积膨胀,并逐渐破坏混凝土的结构。
因此,在建筑设计和施工中,应根据所处环境的硫酸盐浓度来选择合适的混凝土配方,增加混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能。
2. 抗氯离子腐蚀性能氯离子是另一个常见的混凝土腐蚀因素。
当混凝土中的氯离子浓度过高时,它们会渗透到混凝土内部,并与混凝土中的钢筋发生腐蚀反应,导致钢筋锈蚀和混凝土的开裂。
为了增强混凝土的抗氯离子腐蚀性能,可以使用掺有氯离子抑制剂的混凝土,或者在混凝土表面涂覆防水涂料来减少氯离子的侵入。
3. 抗碳化腐蚀性能碳化是混凝土腐蚀的另一个重要原因。
当混凝土暴露在高浓度二氧化碳或其他酸性气体的环境中时,碳酸反应会导致混凝土中的钙化合物溶解,降低混凝土的碱度,使得钢筋失去保护,从而引起钢筋锈蚀和混凝土的脆化破坏。
为了提高混凝土的抗碳化腐蚀性能,可以控制混凝土中碳化的深度和速度,增加混凝土的碱度,并采取有效的防护措施,如表面抹灰、涂层或防碳化涂料等。
二、混凝土的防腐措施1. 混凝土配方设计混凝土配方设计是防腐的基础。
在设计混凝土配方时,应综合考虑施工环境、材料性能和使用要求等因素。
选择合适的胶凝材料、骨料、掺合料和外加剂,并按照一定比例组合,以提高混凝土的强度、致密性和耐腐蚀性。
2. 表面防护措施混凝土表面的防护措施可以有效减少腐蚀的发生。
常见的表面防护措施包括表面抹灰、喷涂防水涂料和涂层等。
抹灰可以填平混凝土表面的毛细孔隙,减少水分和有害物质的渗透。
混凝土结构的抗腐蚀研究混凝土是一种常见的建筑材料,广泛应用于建筑物的结构中。
然而,在一些特殊环境下,如海水、化学物质和酸雨等的腐蚀作用下,混凝土结构容易遭受破坏。
因此,研究混凝土结构的抗腐蚀性能变得尤为重要。
本文将探讨不同方法和技术来提高混凝土结构的抗腐蚀性能。
1. 抗腐蚀材料的选择混凝土结构的抗腐蚀性能与使用的材料密切相关。
在选择混凝土配方时,可以考虑添加抗腐蚀剂,如钙铝酸盐和磷酸盐,以增强混凝土的耐腐蚀性能。
此外,还可以使用特殊的添加剂,如聚合物增强剂和纳米材料等,来提高混凝土的抗腐蚀性能。
2. 表面涂层的应用表面涂层是一种常用的保护混凝土结构的方法。
通过在混凝土表面涂覆一层特殊的涂层材料,可以阻止外部腐蚀物质的渗入,保护混凝土结构的完整性。
常用的涂层材料包括环氧树脂涂料、聚脲涂料和硅酸盐涂料等。
这些涂层不仅能够提供抗腐蚀保护,还能美化混凝土的外观。
3. 防水处理的重要性混凝土的抗腐蚀性能与其吸水性有很大关系。
当混凝土吸水后,腐蚀物质更容易侵入混凝土内部,加速结构的破坏。
因此,对混凝土进行防水处理是提高其抗腐蚀性能的关键。
可以采用不同的方法来实现混凝土的防水处理,如使用防水剂、添加防水剂和应用防水膜等。
4. 修复和维护即使采用了一系列的抗腐蚀措施,混凝土结构仍然可能受到腐蚀的影响。
因此,定期的修复和维护非常重要。
修复和维护包括清洁表面、修补损坏的混凝土部分、重新涂覆保护层等。
通过及时维护,可以延长混凝土结构的使用寿命,提高其抗腐蚀性能。
5. 研究进展和未来发展方向随着科技的进步,混凝土结构的抗腐蚀研究也在不断发展。
目前,越来越多的新材料和新技术被引入到混凝土结构的抗腐蚀领域,如纳米技术、自修复材料等。
未来,可以进一步研究不同材料和技术的组合应用,以进一步提高混凝土结构的抗腐蚀性能。
结论混凝土结构的抗腐蚀研究具有重要的理论和实际意义。
通过选择合适的材料、应用表面涂层、进行防水处理和定期修复维护,可以提高混凝土结构的抗腐蚀性能。
混凝土的抗腐蚀性能分析混凝土是一种常见的建筑材料,其抗腐蚀性能对于工程结构的长期稳定运行至关重要。
本篇文章将对混凝土的抗腐蚀性能进行分析,以探究其耐久性。
一、概述混凝土是由水泥、骨料、砂、水等成分混合而成的材料。
在正常情况下,混凝土具有一定的抗腐蚀性能,但在特定环境下可能会失去其防腐蚀的功能,导致结构破坏和寿命缩短。
因此,了解混凝土的抗腐蚀性能对于建筑工程的设计和维护具有重要意义。
二、混凝土的腐蚀机制混凝土的腐蚀主要是由于外界环境介质的侵蚀以及金属骨料的锈蚀导致的。
常见的混凝土腐蚀机制包括碳化腐蚀、氯离子侵蚀和硫酸盐侵蚀等。
1.碳化腐蚀当混凝土中的碳酸盐与二氧化碳反应时,会形成碳酸钙,并释放出水和二氧化碳。
这种化学反应会降低混凝土中的碱性,使得混凝土失去抗腐蚀的能力。
2.氯离子侵蚀混凝土中的氯离子会与水泥中的碱金属离子反应,形成氯化物。
这些氯离子会穿过混凝土,并与内部的金属骨料反应,导致金属锈蚀,加速混凝土的腐蚀。
3.硫酸盐侵蚀混凝土中的硫酸盐离子会与水泥中的钙离子反应,形成硫酸钙。
硫酸钙的形成会破坏混凝土的结构,引起腐蚀。
三、提高混凝土抗腐蚀性能的方法为了提高混凝土的抗腐蚀性能,可以采取以下措施:1.选用合适的水泥和骨料水泥和骨料的质量对混凝土的耐腐蚀性能有着重要影响。
选用优质的水泥和骨料可以提高混凝土的密实性和抗腐蚀性能。
2.添加腐蚀抑制剂在混凝土生产过程中添加腐蚀抑制剂可以有效减少混凝土的腐蚀速度。
常用的抑制剂有有机胺、磷酸盐、硅酸盐等。
3.增加混凝土的密实性采用合适的配比和施工工艺可以增加混凝土的密实性,减少细孔和裂缝的形成。
这样可以防止腐蚀介质的渗透,提高混凝土的耐腐蚀性能。
4.合理设计工程结构在工程结构设计过程中,应考虑混凝土的腐蚀环境,并采取相应的措施来保护混凝土。
例如,在海洋环境下可以采用外部防腐蚀涂层、防腐蚀胶凝材料等。
四、定期检测和维护对于混凝土结构,定期的检测和维护是保持其抗腐蚀性能的重要手段。
混凝土结构中腐蚀对力学性能的影响研究一、引言混凝土作为建筑材料中应用最为广泛的一种,具有强度高、耐久性好、施工方便等优点。
但是,在实际使用过程中,混凝土结构往往会受到多种因素的影响,其中最为常见的是腐蚀。
腐蚀会对混凝土结构的力学性能产生不利影响,因此深入研究混凝土结构中腐蚀对力学性能的影响具有重要意义。
二、混凝土中的腐蚀形式及其影响1. 混凝土中的腐蚀形式混凝土中的腐蚀形式主要包括碳化、氯离子侵蚀以及硫酸盐侵蚀等。
其中,碳化主要是由于混凝土中的二氧化碳与水反应形成碳酸,导致混凝土中的钙化合物被分解;氯离子侵蚀则是由于混凝土中的氯离子与水反应形成盐酸,进而溶解混凝土中的钙化合物;硫酸盐侵蚀则是由于混凝土中的硫酸盐与水反应形成硫酸,导致混凝土中的钙化合物被分解。
2. 腐蚀对混凝土结构力学性能的影响(1)强度降低腐蚀会导致混凝土内部的钢筋锈蚀,钢筋的截面积减小,从而影响混凝土与钢筋之间的黏结力,导致混凝土的强度降低。
混凝土结构在受力时需要表现出一定的韧性,以保证在发生变形时不会突然破坏。
腐蚀会导致混凝土内部的钢筋发生锈蚀,从而导致混凝土的韧性降低,易于发生破坏。
(3)疲劳寿命下降混凝土结构在长期使用中会受到多次反复荷载,导致混凝土结构的疲劳寿命下降。
腐蚀会导致混凝土内部的钢筋发生锈蚀,从而加速混凝土结构的疲劳寿命下降。
三、混凝土结构中腐蚀对力学性能的实验研究1. 实验材料及方法本实验选取了一块尺寸为100mm×100mm×100mm的混凝土试件,通过在试件表面涂覆氯离子溶液、碳酸盐溶液和硫酸盐溶液,分别模拟混凝土中的氯离子侵蚀、碳化和硫酸盐侵蚀等腐蚀形式。
实验采用静载荷试验的方式,通过施加不同强度的荷载,测量试件的变形量和破坏荷载等数据。
2. 实验结果及分析(1)强度降低在模拟氯离子侵蚀、碳化和硫酸盐侵蚀等腐蚀形式后,试件的强度均出现了不同程度的下降。
其中,氯离子侵蚀对试件强度的影响最为显著,试件的强度下降了30%左右,碳化次之,强度下降了20%左右,硫酸盐侵蚀的影响相对较小,强度下降了10%左右。
混凝土耐化学腐蚀性能混凝土是一种常用的建筑材料,具有较好的强度和耐久性。
然而,由于环境中存在多种化学物质,如氯离子、硫酸盐和碱性物质等,混凝土在长期使用过程中可能会受到化学腐蚀的侵蚀。
因此,研究混凝土的耐化学腐蚀性能成为了重要的课题。
1. 混凝土与化学腐蚀之间的关系混凝土的化学腐蚀主要是指化学物质对混凝土中的水泥基体和骨料的侵蚀作用。
不同的化学物质对混凝土的腐蚀机理和速率有所不同。
(1)氯离子的腐蚀:氯离子是混凝土中最常见的腐蚀物质之一。
当氯离子渗入混凝土中达到一定浓度时,会与水泥中的氢氧化钙反应生成氯化钙。
氯化钙会破坏混凝土的晶体结构,导致混凝土的强度明显下降。
(2)硫酸盐的腐蚀:硫酸盐主要来自于大气中的酸雨和土壤中的硫酸盐。
硫酸盐与水泥中的三钙硅酸盐反应生成硫铝酸盐,并释放出硫酸根离子。
硫铝酸盐的产生会导致混凝土内部的体积膨胀,引起混凝土的龟裂和脱落。
(3)碱性物质的腐蚀:碱性物质主要是指含碱性离子的水泥浆液。
当混凝土中存在过多的碱性物质时,会引起碱骨料反应(AR)。
AR会导致混凝土内部的开裂和膨胀,严重影响混凝土的力学性能。
2. 提高混凝土的耐化学腐蚀性能的方法为了提高混凝土的耐化学腐蚀性能,下面介绍几种常用的方法。
(1)使用高性能混凝土:高性能混凝土是一种添加了多种改性剂的混凝土,具有较高的抗渗性和耐腐蚀性。
通过控制混凝土的配合比和添加适量的摆动剂、多孔结构调节剂等,可以显著提高混凝土的耐化学腐蚀性能。
(2)使用防护涂层:对于一些特殊环境下的混凝土结构,可以施加化学防护涂层来保护混凝土面层。
防护涂层主要是通过阻挡化学物质的渗透,减少化学腐蚀的发生。
(3)正确的施工和养护:混凝土的施工和养护过程也对其耐化学腐蚀性能有较大影响。
在施工过程中,应严格控制水灰比和掺合料的用量,以确保混凝土的密实性和抗渗性。
在养护过程中,应采取适当的水养护方法,避免混凝土早期龟裂和干燥速度过快。
3. 混凝土耐化学腐蚀性能评估指标为了评估混凝土的耐化学腐蚀性能,通常采用一些指标进行评价。
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二海洋结构中混凝土的腐蚀(1)机理海洋工程和滨海工程的混凝土结构,长期受海水或潮湿空气的作用,其中含有大量的氯盐,镁盐和硫酸盐。
它们与混凝土中的水泥水化物Ca(OH)2作用后生成CaCl2,CaSO4等都是易溶物质,NaCl又提高其溶解度,增大了混凝土的孔隙率,削弱了材料的内部结构,使混凝土遭受腐蚀1. Mg2+盐对混凝土的腐蚀机理Mg2+对混凝土的侵蚀是通过分解水泥石中的Ca (OH)2,或直接分解胶凝物质而使水泥石分解其反应式为:①mCaO.nSiO2.aq+mMg2+--nSiO2.aq+mMg(OH)2l +mCa2+②mCaO.nAl2O3.aq+mMg2+--nA1}0,"aq+mMg(OH)2 l +mCa2+由于反应生成的Mg (OH):溶解度很低(一般为18mg/I左右),当其溶液达到溶解平衡时,溶液PH=10.5,比饱和的水化硅酸钙稳定所要求的值小,致使水化硅酸钙不断地分解,使混凝十的孔隙率提高,水泥浆硬化结构疏松,结构被削弱甚至解体,并为其它腐蚀组分的渗入创造了条件。
特别是Mg2+的含量较高时,混凝土外部Ca (OH)x的数量不够被中和,因此,溶液向混凝土内部迅速扩散,加速水泥石结构的解体。
这种现象在流动的海水中更为严重。
2. SO42+一对混凝土的侵蚀机理SO42+一对混凝土的腐蚀是最为常见的,也是最为严重的腐蚀组分之一。
在含有33-35g/l盐类的海水中,SO42+的含量约为2500-2700mg/I,混凝十中的微孔。
敞开孔的存在对混凝土111型的发展过程有很大作用。
当水中含有硫酸盐时,会提高水泥石某些组分的溶解度,从而加速腐蚀的发展。
当S认2一的含量大于2100mg/l时水与混凝土接触形成二水合石膏CaSO4·2H20.石膏可能以溶液形式存在3.Cl-腐蚀机理铁道部科学院研究院的研究表明.Cl-对水泥石的水化具有促进作用; 但是当.Cl-含量过高时,也会使混凝土结构发生种种腐蚀和溃坏的现象。
.Cl-对混凝土的作用表现为:①对于靠近液面以上的混凝土,依靠混凝土毛细管吸收作用,会将含氯盐的溶液吸到液面以上的部位;当其中的水分蒸发后,或由于液面的下降而变干时,则会析出晶盐,将盐分遗留于混凝土内。
如果溶液中的氯盐含量较高,或者反复干湿循环,将会使更多的盐分带进混凝土:这样,晶盐就会在混凝土孔隙中产生很高的结晶压力,使混凝土表面剥蚀或开裂崩碎。
②当CaCl2的浓度较高(>15%)时,它能与Ca0在液相中形成氯氧化钙(3Ca02+CaCl2.15H2O)含有大量结品水的物质会形成极其微小的针状结品状态,该物质积聚较多时就会导致混凝土的隆胀型腐蚀除上述之外,高浓度氯盐的存在会使混凝土的干缩湿胀现象更加明显:微观研究表明:.Cl-,能渗入托贝莫来石凝胶内部起破坏凝胶内部结构的作用。
4 .多种组分腐蚀的交互作用机理由于海洋环境条件存在着多种侵蚀组分,当它们同时作用于混凝十时,会相互影响,对混凝十的腐蚀,有时互相加剧,而有时则相互抑制,为了充分利用其有利的方面,消除其不利的影响,必须掌握其本质的规律性。
首先,SO42- Mg2+各自都对混凝土有侵害作用,当它们同时渗入混凝土内部时,会相互促进而加剧对混凝土的腐蚀:从另一个方面来讲,若混凝土质量较均匀,而且比较密实,那么渗入少量的Mg2+和SO42-对混凝土的结构较为有利。
当SO42-与水泥矿物结合的膨胀型矿物较少而且分布均匀时,会使水泥浆体内部的部分孔隙被堵塞,尤其是对连通孔道有阻隔作用。
同样,在密实性较好的混凝土中先期渗入的M扩+与水泥矿物反应生成了Mg(OH)2沉淀。
从而堵塞了部分孔隙使后继的侵蚀性组分较难进入,因此,Mg2+和SO42-的作用既取决于其浓度也取决于混凝土本身。
Cl-的存在会使5042"的腐蚀作用得到抑制。
由于CI一的渗入速度比SO42-的渗入速度快,先期渗入的CI一会与水泥中CA反应生成水化氯铝酸钙(3CaO·A1203·Ca CI2·10H20 )-若Cl-浓度较人时会消耗大量的CA,当5042"渗入时形成的膨胀型钙矾石则相对减少,缓解了硫酸盐的腐蚀。
当然,先期生成的水化氯铝酸钙有可能被后来的SO42-置换生成钙矾石,但是由于这是钙矾石生成的条件发生了变化.因而不可能产生较大的膨胀,也不会造成较大的局部内应力。
这种转化一般时在液相中的缓慢转化,因而使得钙矾石的体积膨胀远不及硫酸盐直接与CA 结合生成钙矾石时的大,况且这时混凝十己有足够的强度,能抵抗较小的膨胀应力。
近年来,许多学者的研究表明:当水泥石孔隙液PH值低于12时,通过液相生成的钙矾石不会膨胀,可以认为:当SO42-渗入到一定的浓度时,随着水化过程的进行,液相中的Ca (OH) 2大部分己被结合成了新的水化产物而使PH值有所卜降.造成钙矾石不会膨胀的条件。
Cl-的存在对SO42-的腐蚀具有缓解作用,而且由于氯铝酸钙较多的生成也会使混凝十中的孔隙部分被堵塞,阻碍了其它介质的渗入。
(2)概况自1824年水泥发明后,水泥就被使用于建筑的各个领域中,其中也包括了分布在沿海的各类混凝土构筑物。
在严酷的含盐分的海水、海风作用下,建筑物受到了不同程度的腐蚀,有些构筑物能够长期保持耐久性,使用性能良好,令人惊奇,但也有些构筑物因为各种原因,腐蚀情况严重,发生了各种情况的破坏现象,严重的影响了使用功能。
随着经济建设的发展,分布在沿海的各种建筑越来越多,其在国民经济中起到的作用也越来越大。
所以对近海建筑物腐蚀的研究也越来越被建筑领域的研究人员所重视。
在近百年中,研究人员对腐蚀的各个影响因素进行了广泛的研究,并取得的大量的研究成果,从而进一步的指导了建筑物的选材,设计以及施工等的各个方面。
随着基础材料水泥以及砂等品质、配合比例和管理水平不断提高,人们对海洋建筑物腐蚀情况的进一步了解,各类海洋设施中混凝土构筑物的应用范围日趋广泛,其抗拒海浪、海风的侵蚀性能不断提高,各种使用性能也得到了很大的提高。
在当代,国内外沿海和近海出现了大量混凝土构筑物,如码头、防波堤、跨海桥梁、人工岛屿和海上飞机场等。
作为一种节能、经济、用途极为广泛的人工耐久性材料,混凝土是日前世界上使用最广泛的建筑材料之一,有许多与人民生活和工农业生产有关的结构物都是用混凝土或钢筋混凝土建造的,如房屋建筑、公路及铁路桥梁、港口码头、海岸防波堤、水坝等。
但是,如果这些结构长期处于化学腐蚀性介质等恶劣环境中,外部腐蚀介质的影响加上由于设计、施工或使用方法不当,往往会使其寿命没有所预期的那样长,十儿年甚至几年就会因钢筋锈蚀而引起结构开裂破损,甚至崩溃。
三不同混凝土的抗腐蚀性下表是混凝土与砂浆立方体试件在侵蚀性条件下的抗压强度。
可以看出混凝土密实越高,其抗压强度越大,抗腐蚀性越好。
四关于混凝土抗腐蚀的一些解决方法(1)对混凝土耐久性有较大影响的设计因素中,威胁混凝土结构的最主要形式是氯化物导致的钢筋腐蚀。
防止或减缓氯化物侵蚀难度较大,因为它需要以下各方面的结合:整体的结构和耐久性设计,根据具体情况,确保结构在最大程度上易于接近、易于观察、易于维修、易于更换。
适当的结构和钢筋布置及详细设计,以控制和限制裂缝的宽度。