浅谈混凝土抗硫酸盐腐蚀研究.doc

浅析混凝土抗硫酸盐腐蚀的研究 摘要：混凝土中硫酸盐腐蚀的测试方法，混凝土硫酸盐腐蚀的机理、影响因素以及混凝土抗硫酸盐腐蚀的发展状况和现状。 关键词：混凝土，硫酸盐，腐蚀，测试方法 An analysis on the corrosion resistance of concrete to the sulfate content Abstract: The measuring method of the sulfate content in concrete corrosion, the mechanization and influencing factor of sulfate content in concrete, and the development status and the present situation about the corrosion resistance of the sulfate content in concrete. Key words: concrete, sulfate, corrosion, test method 前言：我国及世界各地钢筋混凝土结构因硫酸盐腐蚀而破坏的事例屡见报道，近年来世界上很多地区都遭受硫酸盐型酸雨的侵蚀，硫酸盐侵蚀现象也经常发生[1]。我国西北、西南和沿海地区，因为其地域原因，海水、地下水和土壤中含有大量的硫酸盐。这些地区的建筑工程、海工及水工混凝土常会因硫酸盐腐蚀使混凝土结构失效破坏，造成了人力和财力资源的极大浪费，在工程中也暴露了很多的问题，因此混凝土的硫酸盐腐蚀问题受到广泛的关注。 1.国内外发展状况 自1824年Aspdin取得波特兰水泥专利后水泥混凝土便随之诞生。由于水泥混凝土造价低、能耗少、造型方便、坚固耐用等特点目前已成为世界上最大的人造材料。近几年我国耗费在混凝土结构上的费用每年都在2000亿元以上口。但是，随着混凝土的大量使用，混凝土材料的耐久性问题日益严重。硫酸盐侵蚀作为混凝土化学腐蚀的一种，很早就引起了人们的重视，美国学者米勒1923年开始在含硫酸盐土壤中进行混凝土的腐蚀试验。与国外相比，我国在混凝土抗硫酸盐侵蚀方面的研究起步较晚，20世纪50年代初期，才开始了抗硫酸盐腐蚀的实验方法和破坏机理的探索。从七十年代开始，我国的一些科研单位如国家建材局建筑材料科学研究院、铁道科学研究院、冶金设计研究院和水利水电科学研究院等都曾针对具体工程破坏实例，对混凝土硫酸盐侵蚀问题进行了广泛的研究，取得了许多有益的科研成果。作为混凝土耐久性损伤的一个重要方面，混凝土的硫酸盐腐蚀已经成为一个十分紧迫的研究课题。长期以来，人们认为硫酸盐腐蚀的根本问题存在于SO42-，但是其实不然，不同的Ca、Na、K、Mg和Fe的阳离子也会产生不同的腐蚀机理和破坏原因[2]。 由于混凝土抗硫酸盐腐蚀是一个长期而缓慢的过程，所以国内外开始研究了很多关于混凝土抗硫酸盐腐蚀的快速测试方法，快速评估混凝土硫酸盐腐蚀的方法也受到越来越多专家的重视，所以研究人员提出了很多关于硫酸盐腐蚀的快速测试方法，如美国的ASTM C 452—95，ASTM C 1O12～95a以及我国的GB／T 2420-1981等。但是，这些方法还存在着一些问题，如很多科学家对ASTM C 452—95，ASTM C 1O12—95a提出了异议，认为试件尺寸、养护、浸泡方式、试验持续时间以及通过测量膨胀来评价水泥的抗硫酸盐侵蚀性能等不能充分反映现场的实际情况。我国的试验方法也存在着一定问题，如试件尺寸太小，仪器设备陈旧以至难以满足正常检验等。虽然前人对如何评价水泥混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能已经做了大量的实验，并提出了多种测试的方法，但是到目前为止，还没有一个科学有效的混凝土抗硫酸盐侵蚀机理试验方法。然而，在实际工程中，特别是处于硫酸盐侵蚀的工程中，能否在较短时间内判断出混凝土是否具有抗硫酸盐侵蚀性能尤为重要[3]。 2.现阶段存在的腐蚀环境 随着人们对混凝土结构和工程质量的要求不断提高，各种大型的混凝土工程出现在海港和条件比较特殊的地方，比如海工工程，在工程构件和海水接触的地方主要分为四个区域[4]：大气区、浪溅区、水位变动区、水下区。在水位变动区和浪溅区混凝土的破坏往往是多重因素组合的复杂情况。首先就是干湿交替和海水冲刷的侵蚀，另外海水中含有较多的可溶性盐类，会产生化学腐蚀，最主要的有氯盐、硫酸盐、镁盐类侵蚀 。 在西部的盐湖地区和山东东营的盐碱地区的土壤中含有大量的硫酸根，这些硫酸根对当地的建筑物有很强的腐蚀作用。在很多地区的地下水中也含有丰富的硫酸根，对建筑物的地基和地下部分的结构有很严重的影响。随着人们生产需要的日益增加，工业废水和工业废料以及人们生活垃圾的腐烂物也充斥着我们生活的环境中，其中大量的硫