混凝土抗硫酸盐侵蚀研究综述

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1、文章编号：1007—046X(2014)02—0040—03生态建材混凝土抗硫酸盐侵蚀研究综述ResearchSummaryofSulphateErosionResistancetoConcrete吴天丹虹耻(上海工业投资(集团)有限公司，上海210040)摘要：从混凝土硫酸盐侵蚀类型、侵蚀速度的影响因素出发，系统总结了国内混凝土硫酸盐侵蚀的研究现状及常用预防保护措施，深入分析了已有研究中存在的若干问题，并为以后的研究提出了建议。关键词：中图分类号：TU528．33文献标志码：A0前言高(>8000mg／L)时，水泥石

2、中的毛细孔为饱和石灰溶液所填充，不仅有钙矾石生成，而且在水泥石内部还会有硫酸盐侵蚀会导致混凝土膨胀变形及强度、刚度等力二水石膏结晶析出。Ca(OH)，转变为石膏，体积增加1．24学性能降低，并显著地降低结构的承载能力，使结构安全倍。而水泥水化产物中的Ca(OH)，不仅是水化硅酸钙凝胶性下降，现已成为影响混凝土结构耐久性的一项重要因素。(C-S—H)等水化产物稳定存在的基础，而且它本身也是我国东部沿海的重盐渍土、海洋、内陆盐湖、地下水、工硬化水泥浆体的重要组成部分，因此外部硫酸盐的侵入破业废水中均含有硫酸盐，这些地区的混

3、凝土工程的耐久性坏了原有固相结构，并导致膨胀。都经受着硫酸盐侵蚀的严峻考验。由于材料性能劣化，结(3)硫酸盐结晶型物理侵蚀。当混凝土孔隙溶液中硫构在未达到设计使用寿命前就提前退出服役，造成了人力酸盐浓度足够高时会结晶析出，NaSO结晶为NaSO．IOH0，和财力的极大浪费。MgSO结晶为MgSO4'7H0，体积显著膨胀，造成结晶压力，导致混凝土开裂。1混凝土硫酸盐侵蚀的类型(4)碳硫硅钙石型侵蚀(TSA)。国外已有不少关于碳硫硅钙石(CaCO3．CaSiO3．CaSO15H，0)型硫酸盐侵蚀混凝土结构遭受硫酸盐侵蚀以后

4、，有可能会导致体积(简称TSA)导致工程破坏的报道。一般的硫酸盐侵蚀膨胀，表面出现开裂、剥落，力学性能严重下降。由于破(AFt结晶型、石膏结晶型、硫酸盐自身结晶物理型侵蚀)坏机理不同，混凝土侵蚀的类型包括以下几种。破坏主要是导致混凝土结构物体积膨胀、开裂以至破坏。(1)钙矾石(AFt)结晶型侵蚀。侵入混凝土内部孑LTSA则是直接导致c—s—H凝胶解体，逐渐由表及里使水隙的硫酸盐能与水泥石中的Ca(Oil)，作用生成硫酸钙，硫泥石变为无强度、无粘结力的砂石混合物，其破坏性较传酸钙再与水泥石中水泥水化产物一水化铝酸钙反应生

5、成统硫酸盐侵蚀更强。TSA经常发生于采用石灰石质集料拌高硫型水化硫铝酸钙，俗称钙矾石(AFt)。由于硫酸盐制的混凝土中，其劣化程度随石灰石粉末含量增加而加剧。侵蚀生成的钙矾石是在原固相水化铝酸钙的表面形成，从(5)MgSO双侵蚀型。当侵蚀溶液中s0一和Mg+共而使固相体积显著增大(约2．5倍)而导致水泥石开裂。存时，将发生MgSO双侵蚀破坏，其原因是Mg和s0一钙矾石膨胀破坏的特点是混凝土试件表面出现少数较粗大均为侵蚀源，二者破坏效应相互叠加构成严重的复合侵蚀。的裂缝。混凝土孑L隙水溶液pH值越高，钙矾石的膨胀越Mg型

6、侵蚀与Na型侵蚀的区别在于：Mg侵蚀使c—s—H显著。置换成c—M—H，使混凝土只能产生微小的膨胀，更多的表(2)石膏结晶型侵蚀。当侵蚀溶液中sO一浓度相当现为强度、刚度和粘结力的降低，混凝土变脆；Na+型侵40C0ASH2／2014蚀主要还是生成钙矾石或者石膏，会产生较明显的膨胀。素即混凝土自身的性质，外部因素在试验室研究时为混凝2混凝土硫酸盐侵蚀的影响因素土硫酸盐侵蚀的试验条件，现场研究时为混凝土工程的服役环境。内部因素和外部因素共同影响着硫酸盐对混凝土混凝土遭受硫酸盐侵蚀的影响因素分为内部因素(材的侵蚀速度。料因

7、素)和外部因素(环境因素)，如图1所示。内部因图1硫酸盐侵蚀因素分析2．1内部因素也大大减少，从而使混凝土的抗侵蚀能力增强。(1)水泥化学组成。混凝土抗硫酸盐侵蚀能力在很大(3)水灰比。水泥水化需水量仅为水泥质量的10％～程度上取决于水泥熟料的矿物组成及其相对含量，尤其取15％左右，而实际用水量(由于施工等因素的要求)高决于cA和Cs的含量，因为cA水化析出水化铝酸钙是达水泥质量的40％～60％，多余的水分蒸发后形成了连通的形成钙矾石的必要组分，cs水化析出大量Ca(OH)，是形孑L隙，侵蚀介质就容易渗入水泥石的内部，

8、从而加速硫酸成石膏的必要反应相，降低CA和Cs的含量也就相应地盐侵蚀。高性能混凝土由于掺加了高效减水剂和大掺量超细减少了形成钙矾石和石膏的可能性，从而可以提高混凝土掺合料并采用低水胶比配制，因而具有高密实度和优异的抗的抗硫酸盐侵蚀的能力。硫酸盐侵蚀性。抗硫酸盐水泥标准规定CA<5％，CS<50％，CA+2．2外部因素CAF<22％