五水泥石的侵蚀与防止.pptx

五、水泥石的侵蚀与防止

水泥石的腐蚀

硅酸盐水泥硬化后形成的水泥石，在正常环境条件下将继续硬化，强度不断增长。但在某些腐蚀性液体或气体的长期作用下，水泥石就会受到不同程度的腐蚀，严重时会使水泥石强度明显降低甚至完全破坏，这种现象称为水泥石的腐蚀。

;水泥石腐蚀的类型

1.溶出性侵蚀（软水侵蚀）

水泥石长期接触软水时，会使水泥石中的氢氧化钙不断被溶出。

当水泥石处于软水环境时，特别是处于流动的软水环境中时，水泥被软水侵蚀的速度更快。

;2.酸类侵蚀

工程结构处于各种酸性介质中时，酸性介质易与水泥石中的氢氧化钙反应，其反应产物可能溶于水中而流失，或发生体积膨胀造成结构物的局部被胀裂，破坏了水泥石的结构。其基本化学反应式为：

2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O

H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4·2H2O

;碳酸的腐蚀

雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙，碳酸钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结构。其腐蚀反应过程为：

Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3+2H2O

CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2;;;硫酸盐的腐蚀（膨胀性侵蚀）

当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构中时，会与水泥石中的氢氧化钙反应生成石膏，石膏再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矾石，产生1.5倍的体积膨胀，这种膨胀必然导致脆性水泥石结构的开裂，甚至崩溃。由于钙矾石为微观针状晶体，人们常称其为水泥杆菌。

4CaO·Al2O3·12H2O+3CaSO4+20H2O

=3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O+Ca(OH)2

当水中硫酸盐浓度较高时，硫酸钙还会在孔隙中直接结晶成二水石膏，体积膨胀，引起膨胀应力，导致水泥石破坏。;;镁盐的腐蚀

海水及地下水中，常含有大量的镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁。它们与水泥石中的氢氧化钙起分解反应：

MgCl2+Ca(OH)2+2H2O=CaCl2+Mg(OH)2

MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4·2H2O+Mg(OH)2

硫酸镁对水泥石起镁盐和硫酸盐的双重腐蚀作用。

;含碱溶液的腐蚀

碱类溶液如浓度??大时一般是无害的.但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱（如氢氧化钠）作用后也会破坏。氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸盐作用，生成易溶的铝酸钠：

3CaO·Al2O3+6NaOH=3Na2O·Al2O3+3Ca(OH)2

当水泥石被氢氧化钠浸透后又在空气中干燥，与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钠，碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉积，会使水泥石胀裂。

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

;水泥石腐蚀的基本原因

内因：水泥石中存在有引起腐蚀的组成成分氢氧化钙和水化铝酸钙；

水泥石本身不密实，有很多毛细孔通道，侵蚀性介质易进入其内部；

外因：外界存在腐蚀性介质和条件。

;水泥石侵蚀的防止

根据环境特点，合理选择水泥品种。如处于软水环境的工程，常选用掺混合材料的矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，因为这些水泥的水泥石中氢氧化钙含量低，对软水侵蚀的抵抗能力强。

提高水泥石的密实度，降低水泥石的孔隙率。通过减小水灰比，掺加外加剂，采用机械搅拌和机械振捣，可以提高水泥石的密实度。

在水泥石的表面涂抹或铺设保护层，隔断水泥石和外界的腐蚀性介质的接触。例如，可在水泥石表面涂抹耐腐蚀的涂料，如：水玻璃、沥青、环氧树脂等；或在水泥石的表面铺建筑陶瓷、致密的天然石材等。

;;;;