1、關(guān)于硫酸鹽侵蝕第一張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 硫酸鹽侵蝕是混凝土耐久性的一個(gè)重要內(nèi)容，同時(shí)也是影響因素最復(fù)雜，危害性最大的一種環(huán)境水侵蝕。土壤、地下水、海水、腐爛的有機(jī)物以及工業(yè)廢水中都含有硫酸根離子，它們滲入混凝土內(nèi)部并與水泥水化物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生膨脹、開(kāi)裂、剝落等現(xiàn)象，從而使混凝土的強(qiáng)度和粘性喪失。近年來(lái)，在公路、海港以及機(jī)場(chǎng)等工程中都發(fā)現(xiàn)硫酸鹽侵蝕的問(wèn)題，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致混凝土構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的破壞，使建筑物在沒(méi)有達(dá)到其預(yù)期的設(shè)計(jì)使用壽命就過(guò)早的發(fā)生破壞，造成人力的財(cái)力的極大浪費(fèi)。因此混凝土硫酸鹽侵蝕問(wèn)題越來(lái)越受到廣大科研工作者和工程技術(shù)人員的普遍重視。第二張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)

2、作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理硅酸鹽水泥水化過(guò)程:硅酸二鈣C2S硅酸三鈣C3S鋁酸三鈣C3A鐵鋁酸四鈣C4AF3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)23CaOAl2O36H2O3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)23CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O 水泥熟料H20 3CaOAl2O36H2O+Ca4SO46H2O(石膏)+H2O3CaOAl2O33CaSO46H2O第三張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣幾乎不溶于水，以膠體微粒析出，并逐漸凝聚成凝膠氫氧化鈣在溶液濃度達(dá)到飽和后，以立方體晶體析出水

3、化硫鋁酸鈣沉積在未水化的水泥顆粒表面，形成保護(hù)膜，阻止水化，延緩水泥凝結(jié)時(shí)間成分水化硅酸鈣 C-S-H氫氧化鈣水化硫鋁酸鈣比率%50257第四張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理混凝土硫酸鹽侵蝕破壞是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，機(jī)理十分復(fù)雜。其實(shí)質(zhì)是:(1)環(huán)境中的SO42-進(jìn)入混凝土內(nèi)部，與水泥的某些固相成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一些難溶的鹽類礦物，鹽類礦物吸收大量水分子產(chǎn)生體積膨脹，造成混凝土開(kāi)裂。(2)另一方面也可使硬化水泥石中CH和C-S-H等組分溶出或分解，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度和粘結(jié)性能損失第五張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)

4、理混凝土受硫酸鹽侵蝕的破壞特征1、表面發(fā)白2、損傷通常在棱角處開(kāi)始，接著裂縫開(kāi)展并剝落第六張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理第七張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理第八張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理硫酸鹽侵蝕屬于結(jié)晶性侵蝕，根據(jù)結(jié)晶產(chǎn)物和破壞形式不同，一般分為五種類型2、石膏結(jié)晶型3、MgSO4溶蝕結(jié)晶型5、碳硫鈣礬石結(jié)晶型1、鈣礬石結(jié)晶5、碳硫鈣礬石結(jié)晶型4、堿金屬硫酸鹽結(jié)晶型2、石膏結(jié)晶型3、MgSO4溶蝕結(jié)晶型1、鈣礬石結(jié)晶5、碳硫鈣礬石結(jié)晶型4、堿金屬硫酸鹽結(jié)晶型2、石膏

5、結(jié)晶型3、MgSO4溶蝕結(jié)晶型1、鈣礬石結(jié)晶第九張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理NaSO4+Ca(OH)2CaSO4+3CaOAl2O36H2O鈣礬石1、鈣礬石結(jié)晶型Na2SO4H2O+Ca(OH)2=CaSO4H2O+2NaOH+8H2O3(CaSO42H2O)+4CaOAl2O312H2O+14H2O=3CaOAl2O33CaSO432H2O+Ca(OH)2第十張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理水化硅酸鋁鈣礬石2.5第十一張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理產(chǎn)生破壞原因1、鈣礬

6、石使固相體積增大2、礦物形態(tài)是針狀晶體，在固相表面以放射狀向四方生長(zhǎng)，互相擠壓產(chǎn)生極大的內(nèi)應(yīng)力，致使混凝土結(jié)構(gòu)破壞破壞形態(tài)：混凝土試件表面出現(xiàn)少數(shù)較粗大的裂縫第十二張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理2、石膏結(jié)晶型當(dāng)侵蝕溶液中SO42-的濃度大于1000毫克/升時(shí)，若水泥石的毛細(xì)孔為飽和石灰溶液所填充，不僅會(huì)有鈣礬石生成，還會(huì)有石膏結(jié)晶析出。其離子反應(yīng)式為：在水泥石內(nèi)部形成二水石膏體積增大1.24倍，使水泥因應(yīng)力過(guò)大而破壞Ca(OH)2+Na2SO4Ca2+SO42-+Na+OH-Ca2+SO42-+2H2OCaSO4 H2O第十三張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作

7、于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理SO42-濃度（毫克/升）非常高相當(dāng)大1000只有鈣礬石生成石膏結(jié)晶侵蝕起從屬作用石膏結(jié)晶侵蝕起主導(dǎo)作用根據(jù)濃度積規(guī)則，只有當(dāng)SO42-和Ca2+濃度大于等于CaSO4 濃度時(shí)才有石膏結(jié)晶析出。顯然SO42-濃度和毛細(xì)孔中石灰溶液濃度具有重要意義。第十四張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理產(chǎn)生破壞原因：在水泥石內(nèi)部形成二水石膏體積增大1.24 倍，使水泥因應(yīng)力過(guò)大而破壞 破壞形態(tài)：事件沒(méi)有粗大裂紋但遍體遺散。第十五張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理3、MgSO4溶蝕結(jié)晶型在所

8、有硫酸鹽類型中，MgSO4侵蝕是對(duì)混凝土侵蝕破壞形最大的一種。MgSO4+Ca(OH)2+2H2OCaS042H2O+Mg(OH)2CSH+MgSO4+5H2OMg(OH)2+CaSO42H2O+2H2SiO4MSH+CaSO4 2H2O4CaOAl2O313H2O+3MgSO4+2Ca(OH)23CaOAl2O33CaSO432H2O+3Mg(OH)2第十六張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理破壞原因：1、反應(yīng)生成的鈣礬石和石膏會(huì)引起混凝土體積膨脹，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。2、C-S-H分解產(chǎn)生M-S-H，M-S-H粘結(jié)性差，強(qiáng)度低，導(dǎo)致混凝土強(qiáng) 度和粘結(jié)性降低。 破

9、壞特征：嚴(yán)重時(shí)混凝土?xí)兂赏耆珱](méi)有膠結(jié)性能的糊狀物，其微觀結(jié)構(gòu)通常是在混凝土表面形成雙層結(jié)構(gòu)第十七張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理4、堿金屬硫酸鹽結(jié)晶型以硫酸鈉為例，當(dāng)混凝土孔隙中硫酸鈉濃度足夠高時(shí)，則發(fā)生下列反應(yīng)Na2SO4+10H2ONa2SO410H2O第十八張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理破壞原因：1、析出帶有結(jié)晶水的鹽類，產(chǎn)生極大結(jié)晶壓力，造成混凝土破碎或分裂2、特別是在結(jié)構(gòu)物一部分浸入鹽液中，另一部分暴露在干燥空氣中，鹽液在毛細(xì)血管抽吸作用下上升至液相線以上蒸發(fā)，致使鹽液濃縮，很容易引起混凝土強(qiáng)烈破壞。

10、第十九張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理5、碳硫硅鈣石結(jié)晶型化學(xué)式：CaCO3CaSiO3CaSO415H2O結(jié)構(gòu)式：Ca6Si(OH)624H2O(SO4)2(CO3)2由水泥水化物中C-S-H直接反應(yīng)生成由硅鈣石逐漸轉(zhuǎn)化而成形成途徑第二十張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理5、1 由C-S-H直接反應(yīng)生成：混凝土水泥中水化物有C-S-H和Ca(OH)2；生產(chǎn)水泥時(shí)需加入一定量石膏CaSO4，并在硫酸鹽環(huán)境下，水泥中的Ca2+可能和環(huán)境水中的SO42-反應(yīng)生成CaSO4;當(dāng)水泥中的水化產(chǎn)物Ca(OH)2與潮濕空氣接觸生

11、成CaCO3，或在水泥中加入一定石灰石填料。這些條件加上充足的水會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：Ca3Si2O73H20+2CaSO42H2O+2CaCO3+24H2OCa6Si2(OH)624H2O(SO4)2(CO3)2+Ca(OH)2Ca(OH)2+CO2+nH2OCaCO3+(n+1)H2O第二十一張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理5、2由硅鈣石逐漸轉(zhuǎn)化而成水泥水化產(chǎn)物水化鋁酸鈣與石膏反應(yīng)生成的鈣礬石3CaOAl2O33CaSO432H2O通常被CSH凝膠所包裹。當(dāng)有CaCO3存在時(shí)，CSH中的Si4+取代鈣礬石中的Al3+先形成硅鈣礬石CaCO3CaSiO3Ca

12、SO415H2O，在適當(dāng)?shù)臈l件下，Si4+取代Al3+的量逐漸增多，直至最終鈣礬石中的Al3+全部被CSH中的Si4+取代，形成碳硫硅鈣石針狀晶體。第二十二張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月破壞原因：反應(yīng)導(dǎo)致CSH的分解和強(qiáng)度的降低，使混凝土凝結(jié)力降低。破壞特征：沒(méi)有明顯的體積膨脹現(xiàn)象，在腐蝕的混凝土的孔隙和裂縫中充滿白色爛泥狀腐蝕產(chǎn)物一、混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的機(jī)理第二十三張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、混凝土硫酸鹽侵蝕影響因素內(nèi)因外因水泥品種混凝土密實(shí)性和配合比侵蝕溶液硫酸根離子濃度侵蝕溶液硫酸根和鎂離子共存侵蝕溶液硫酸根和氯離子共存侵蝕溶液PH值第二十四張，PPT共三

13、十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、混凝土硫酸鹽侵蝕影響因素1、內(nèi)因1.1、水泥品種混凝土抗硫酸鹽侵蝕能力在很大程度上取決于水泥熟料的礦物組成及其相對(duì)含量尤其是C3A和C3S的含量混凝土破壞C3AC3S氫氧化鈣水化鋁酸鈣石膏結(jié)晶鈣礬石結(jié)晶第二十五張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、混凝土硫酸鹽侵蝕影響因素1.2、混凝土密實(shí)性和配合比混凝土密實(shí)性越高，即孔隙率越小，那么侵蝕溶液就越難滲入混凝土的內(nèi)部。另外，混凝土的密實(shí)性越高，也會(huì)使混凝土強(qiáng)度提高，因此合理設(shè)計(jì)配合比顯得更加重要。第二十六張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、混凝土硫酸鹽侵蝕影響因素2、外因2.1、侵蝕溶液中SO42

14、-的濃度SO42-濃度400ppm時(shí)，對(duì)混凝土不構(gòu)成顯著破壞 4001200ppm時(shí)，為微弱性破壞 12002000ppm時(shí)，為中等程度破壞 20005000ppm時(shí)為極強(qiáng)烈破壞第二十七張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、混凝土硫酸鹽侵蝕影響因素2.2、侵蝕溶液中SO42-和Mg2+共存如果侵蝕溶液中只有Mg2+而沒(méi)有SO42將會(huì)發(fā)生鎂鹽侵蝕Mg2+Ca(OH)2=Ca2+Mg(OH)2Mg(OH)2溶解度很小，它是無(wú)膠結(jié)能力的松散物，且強(qiáng)度不高，它會(huì)淤塞毛細(xì)孔，阻止侵蝕液向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散，使鎂鹽侵蝕停止。若共存時(shí)，會(huì)發(fā)生MgSO4溶蝕結(jié)晶型破壞第二十八張，PPT共三十一頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、混凝土硫酸鹽侵蝕影響因素2.3、侵蝕溶液中SO42+和Cl-共存當(dāng)侵蝕溶液中SO42+和Cl-共存時(shí)，Cl-的存在顯著緩解硫酸鹽侵蝕破壞的程度和速度，這就是由于Cl-的滲透速度大于SO42+，對(duì)于表面的混凝土，水泥石中的水化鋁酸鈣先于SO42+反應(yīng)生成鈣礬石，當(dāng)耗盡后才與Cl-反應(yīng)。而對(duì)于內(nèi)部的混凝土，由于Cl-的滲透速度大于SO42+，因此Cl-先行滲入并與OH-置換反應(yīng)方程式為：Ca(OH)2+2Cl-=CaCl2+2OH-當(dāng)Cl-濃度相當(dāng)高時(shí)，Cl-還