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1、L/O/G/O硅酸盐水泥的化学侵蚀硅酸盐水泥的化学侵蚀 （Chemical AttackChemical Attack）主讲：蔡淑芳 组员：张立元 田丽影 内容含碱溶液侵蚀 4淡水侵蚀 酸和酸性水侵蚀 硫酸盐侵蚀 123提高抗蚀性的措施 5 4硅酸盐水泥的化学侵蚀硅酸盐水泥的化学侵蚀 （Chemical AttackChemical Attack）硅酸盐水泥硬化后（硬化水泥浆或水泥石），硅酸盐水泥硬化后（硬化水泥浆或水泥石）， 在通常的使用条件下，一般具有较好的耐久性。但在通常的使用条件下，一般具有较好的耐久性。但 是，在某些腐蚀性介质（是，在某些腐蚀性介质（AggressiveAggress
2、ive media media） 的作用下，会产生化学变化而被侵蚀。的作用下，会产生化学变化而被侵蚀。水泥石水泥石 的化学侵蚀的化学侵蚀 。轻者，影响外观质量；轻者，影响外观质量；严重，强度降低，甚至崩溃破坏。严重，强度降低，甚至崩溃破坏。淡水酸和酸性水硫酸盐盐溶液碱溶液侵蚀蚀环环境常见使水泥石遭受侵蚀的环境介质：1. 淡水侵蚀（Water Attack）工业冷凝水、蒸馏水、天然的雨水以及含重碳酸盐很少的河水和湖水，均属于软水。硅酸盐水泥 硬化浆体如果长期与这些水分接触，由于水的浸析 作用，其中的一些固相组分，特别是Ca(OH)2等，将按照溶解度的大小，依次逐渐被水溶解，产生溶 出性侵蚀，最终
3、能导致破坏。CH被溶出结构疏松溶蚀加速水泥石液相中CH浓度降低其他水化产物分解淡水侵蚀破坏过程：例如：水化硅酸钙和水化铝酸钙在软水中才发生侵蚀的机理人工碳化人工碳化将与软水接触的混凝土，事 先在空气中碳化。Ca(OH)Ca(OH)2 2+ Ca(HCO + Ca(HCO3 3) ) 2 2CaCOCaCO3 3+ H + H2 2OO生成的CaCOCaCO3 3几乎不溶于水，堆积在水泥石的 孔隙中；形成密实的保护层。Ca(OH)2与渗入混凝土中的CO2或其他 酸性气体发生化学反应的过程2. 酸和酸性水侵蚀（Acid Attack）当水中溶有一些酸（无机或有机）时，硬 化水泥浆体会受到溶蚀和化学
4、溶解双重的作用。 将浆体组分转变为易溶盐类，侵蚀明显加速。酸类离解出来的H+离子和酸根R-，分别与 浆体所含Ca(OH)2的OH-和Ca2+结合成水和 钙盐。导致水泥石中CH浓度降低。v盐酸、硝酸、氢氟酸、醋酸、蚁酸和乳酸等能与 CH形成易溶的钙盐。2HCl+ CH CaCl2+2H2O v硫酸能与CH形成石膏产生硫酸盐侵蚀。H2SO4+CH CaSO42H2O v碳酸的腐蚀：工业污水、地下水中常溶解较多的 CO2。CO2+H2O+CH CaCO3+2H2OCO2+H2O+CaCO3 Ca(HCO3)23. 硫酸盐侵蚀（Sulfate Attack）在海水和一些工业污水、地下水及湖泊水中含有一
5、定量的硫酸盐，水泥石经常接触这类水时，便 会产生硫酸盐腐蚀。硫酸盐与其中的CH作用生成硫酸钙，再和水化 铝酸钙反应，生成AFt，使固相体积分别增加124 和227%（94），产生很大的结晶压力，造成水泥石膨胀开裂以至毁坏。一般硫酸盐腐蚀（以硫酸钠为例）： CH+Na2SO410H2O CaSO42H2O+NaOH+8H2OC4AH19+3(CaSO42H2O)+8H2O AFt+CH硫酸镁腐蚀：双重腐蚀（硫酸盐+镁盐）MgSO4+CH+2H2O CaSO42H2O+Mg(OH)2 MgCl2+CH+2H2O CaCl2+Mg(OH)2 硫酸铵腐蚀：(NH4)2SO4+CH CaSO42H2O
6、+2NH34 含碱溶液侵蚀（Alkali Attack）一般情况下，水泥混凝土能够抵抗碱类 的侵蚀。但如长期处于较高浓度(10) 的含碱溶液中，也会发生缓慢的破坏。温度 升高时，侵蚀作用加剧。主要包括化学腐蚀和物理析晶（结晶 腐蚀）两方面作用。化学侵蚀：碱溶液与水泥石组分间发生化学反应，生成 胶结力不强、易为碱液溶蚀的产物： 2CaOSiO2nH2O +2NaOH 2CH+Na2SiO3+(n-1)H2OC3AH6+ +2NaOH 3CH+Na2OAl2O3+4H2O结晶腐蚀：在干燥空气中NaOH+CO2 NaCO3+H2O易溶于水结晶膨胀5.提高水泥抗蚀性的措施水泥石遭受腐蚀蚀的原因：内因存
7、在易遭受腐蚀蚀的组组分结结构不致密外因：存在腐蚀蚀性介质质提高抗腐蚀蚀的措施调调整硅酸盐盐水泥熟料的矿矿物组组成在硅酸盐盐水泥中掺掺混合材提高混凝土的致密度在混凝土表面覆盖保护层护层 或浸渍渍混 凝土一、调整硅酸盐水泥熟料的矿物组成适当减少水泥熟料中的C3S含量可提 高抗淡水溶蚀的能力，也有利于改善其抗 侵蚀性能。减少熟料中的C3A含量，而增加 C4AF含量，可提高水泥的抗硫酸盐性能 。因为C3(A，F)H6抗硫酸盐性能比 C3AH6好。此外，水化铁酸钙能在水化 铝酸钙周围生成薄膜，提高抗硫酸盐性能 。熟料冷却制度对水泥耐蚀性的影响：v对于C3A含量高的熟料，采用急冷形成较 多的玻璃体，可提高
8、抗硫酸盐性能。v对于含铁高的熟料，急冷反而不利，因为 C4AF晶体比高铁玻璃更耐蚀。二、在硅酸盐水泥中掺混合材掺入火山灰质混合材能提高混凝土的致 密度，减少侵蚀介质的渗入量。另外，火山 灰质混合材中活性SiO2与水泥水化析出的 CH作用，生成低碱水化硅酸钙，从而消耗了 水泥中的Ca(OH)2，使其在淡水中的溶蚀速 度显著降低，并使钙矾石的结晶在液相氧化 钙浓度很低的条件下形成，晶体膨胀特性比 较缓和，除非生成的钙矾石数量很多，否则 不易引起硫铝酸钙的膨胀破坏。三、提高混凝土致密度混凝土越致密，侵蚀介质就越难渗入，被 侵蚀的可能性就越小。许多调查资料表明，混 凝土往往是由于不密实而过早破坏，有些混凝 土，即使不采用耐蚀的水泥，只要混凝土密实 ，腐蚀就缓和。L/O/G/OThank You!
