浅谈建筑基础腐蚀机理及防腐蚀措施

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1、浅谈建筑基础腐蚀机理及防腐蚀措施浅谈建筑基础腐蚀机理及防腐蚀措施　摘要：结合多年的实际工作经验，从碳化作用、氯盐腐蚀、硫酸盐的腐蚀、酸的腐蚀、碱的腐蚀分析了建筑基础腐蚀机理，并且提出了防腐措施，仅供相关技术入员参考。　　　　碳化作用　　空气中或溶于水中的CO2与水泥石中的Ca(OH)2、水化硅酸钙()等起反应，导致混凝土中碱度降低和混凝土本身的粉化。混凝土碳化受多种因素影响，混凝土的材料、配比、环境条件如温度、湿度、CO2浓度等对其都有影响，碳化作用对混凝土的腐蚀作用是最明显的，其主要反应式如下：　　Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O　　CO2+H20→H2CO3　　Ca(O

2、H)2+H2CO3→CaCO3+H2O　　氯盐腐蚀　　氯盐腐蚀是沿海混凝土建筑物和公路混凝土结构腐蚀破坏最重要的原因之一。氯盐既可能来自于外部的海水、海雾、化冰盐；也可能来自于建筑过程这使用的海砂、早强剂、防冻剂等。它可以和混凝土中的Ca(OH)等起反应，生成易溶的CaCl2和带有大量结晶水、比反应物体积大几倍的固相化合物，造成混凝土的膨胀破坏，其反应式如下：　　2Cl+Ca(OH)2→CaCl2+2OH-　　2Ca(OH)2+2C1-十(n-1)H20→　　3CaCl2++25H2O→　　硫酸盐的腐蚀　　硫酸盐也是破坏混凝土结构耐久性的一个重要因素，硫酸及硫酸盐溶液进入混凝土的毛细

3、孔中，硬化时水分蒸发，浓度提高，直接结晶，体积膨胀或直接与水泥石成分发生化学反应，生成结晶，体积膨胀，从而导致混凝土胀裂破坏。在海水、湖水、盐沼水、地下水、某些工业污水及流经高炉矿渣或煤渣的水中常含有钠、钾、铵、镁等硫酸盐，与Ca(OH)2起置换反应，生成硫酸钙。生成物的体积比反应物大倍以上，呈针状结晶，引起很大的内应力。其破坏特征是在表面出现几条较粗大的裂缝。反应式如下：　　+3Na2SO4+2Ca(OH)2+2OH2O→+6NaOH　　Ca(OH)2+SO42-十2H2O→+2OH-　　酸的腐蚀　　在硫酸、盐酸等生产车间和受酸雨危害的地区，混凝土构筑物受到强烈的腐蚀作用。酸对混凝

4、土的腐蚀主要是酸能与水泥石中的Ca(OH)2发生中和反应生成可溶性的钙盐，破坏了水泥石中的碱度，使水化硅酸钙等其它水化产物自行分解，而且盐酸还能直接与这些水化产物反应生成可溶性钙盐，使单位体积内Ca(OH)2和CSH(B)含量减少。混凝土孔隙率增大，力学性能劣化。酸还可以与混凝土中的某些成分发生反应生成非凝胶性物质或易溶于水的物质，使混凝土产生由外及内的逐层破坏。另外，酸还可以促使水化硅酸钙和水化铝酸钙的水解，从而破坏了孔隙结构的胶凝体，使混凝土的力学性能劣化。　　碱的腐蚀　　碱对混凝土的腐蚀主要表现在与空气中的CO2在混凝土表面或孔隙中产生强烈的碳化作用，其反应式如下：　　CO2+

5、2NaOH→Na2CO3+H2O　　CO2+2KoH→K2CO3+H2O　　水分蒸发后碳酸盐结晶：　　Na2CO3+10H2O→　　K2CO3+15H2O→　　当混凝土没有蒸发表面时，主要表现为碱骨料反应。所谓碱骨料反应是指混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(Na2O或K2O)与骨料中的活性成分(氧化硅、碳酸盐等)发生反应，生成物重新排列和吸水膨胀所产生的应力诱发产生裂缝，最后导致混凝土结构的破坏。　　根据反应机理，碱骨料反应又可分为三种类型：①碱硅酸反应，碱与骨料中的活性SiO2反应，生成碱硅凝胶，碱硅凝胶吸水膨胀后产生内应力，导致混凝土开裂，碱硅酸反应发生最为普遍，危

6、害也最为严重；②碱碳酸盐反应，碱与骨料中的碳酸钙镁反应，将白云石转化为水镁石和粘土，水镁石结晶重排和黏土吸水膨胀产生应力导致破坏；③碱硅酸盐反应，从机理上说仍属于碱硅酸反应，但膨胀进程缓慢。碱骨料反应发生需要两个条件：首先混凝土原材料中含碱量高，现在大多数国家规定骨料中的碱不超过％或混凝土含碱量不超过30kg/ms；第二是有水分和空气的供应，越是潮湿的环境碱骨料反应越容易发生硅灰、粉煤灰和高炉矿渣均可缓解、抑制碱骨料反应的发生。　　由于腐蚀性介质Cl-的作用，使钢筋表面原有的钝化膜被破坏，由钝化状态转化为活性状态，产生钢筋的锈蚀，而钢筋锈蚀是一个电化学过程，是腐蚀电池作用的结果。因为

7、氯离子半径很小，穿透力强，很容易吸附在钢筋阳极区的钝化膜上，取代钝化膜中氧离子，使钢筋起保护作用的氢氧化铁变为无保护作用的氯化铁，氯化铁的溶解度比氢氧化铁的溶解度大得多，由于氯离子到达钢筋表面的不均匀性，特别是氯离子作用在钢筋局部区域时，则局部区域为阳极，形成了大阴极小阳极的腐蚀，这种坑蚀或局部腐蚀对结构的危害较大。　　一般的电化学反应表达式为：　　阳极反应：Fe一2e：Fe2-　　阴极反应：O2+2H2O+4e一4OH-　　综合反应：2Fe+O2+2H2