评价土水对建筑材料的腐蚀性.PDFVIP

中国月期刊咨询网 评价土水对建筑材料的腐蚀性 评价土水对建筑材料的腐蚀性 吴新华 建筑设计,理工论文,高级工程师职称评审 1 腐蚀机制 1•1 混凝土的腐蚀 混凝土的化学腐蚀包括分解类腐蚀和结晶类腐蚀。分解类腐蚀有溶出型腐蚀、酸型腐蚀、碳酸型腐蚀、镁离子型腐蚀 等；结晶类腐蚀主要指硫酸盐的腐蚀。 溶出型腐蚀：当混凝土与液体介质接触时，溶解在水中的CH碳化后生成碳酸钙，在混凝土表面生成白色沉淀物。低 碱度软水易将水泥中的石灰质溶出，产生溶出型腐蚀。 酸型腐蚀：H+首先与水泥中的CH反应，然后与水化硅酸钙和水化铝酸钙反应，生成钙盐。腐蚀快慢主要取决于反应 产物的可溶性，可溶性高，被带走多，则腐蚀快；反应产物难溶，在混凝土表面沉淀，减缓介质向混凝土内部渗透， 腐蚀慢。 碳酸型腐蚀是：水中CO2超过H+、HC03-、CO2-3平衡需要的量，多余的CO2就是侵蚀性CO2。侵蚀性CO2含量越高 ，酸性越强，腐蚀速度越快。 镁盐和铵盐的腐蚀是一种分解型腐蚀，Mg2+将水泥石中Ca(OH)2的Ca2+置换出来，生成Mg(OH)2沉淀。由此造成水 泥石中水化硅酸钙、水化铝酸钙水解而腐蚀混凝土。 结晶类腐蚀是：硫酸盐与水泥石中的游离CH和C3 A水化物反应生成硫铝酸三钙（钙矾石），体积增大，产生巨大的 膨胀压力，导致混凝土开裂破坏。硫酸盐与水泥石中的CH反应生成石膏晶体，体积增加一倍，并使碱度降低。钙矾 石膨胀剧烈，石膏膨胀较为缓和。 1•2混凝土中钢筋的腐蚀 金属的腐蚀主要是电化学腐蚀。当金属处于电解质溶液中并存在不平衡电极时，即构成腐蚀电池，电极电位较低一极 ，失去电子，离子化进入溶液、氧化，阳极发生腐蚀；电极电位较高一极，吸收电子，析出单质，还原，阴极结晶或 生成气体逸出。介质的PH提高，可进入钝化区；PH值降低，可进入腐蚀区。 1•3 土中钢铁结构的腐蚀 混凝土中的钢筋有保护层，土中的钢铁结构直接与土接触，土的物理化学性质存在很大差异，温度和湿度随时间变化 ，又有微生物和杂散电流的作用，土的腐蚀行为是非常复杂的问题。 对于多数土，土中水丰富时，阳极离子化的条件具备，腐蚀能否进行取决于阴极的去极化，去极化才能使腐蚀继续进 行。 对疏松干燥的土，氧的渗透率较大，金属阳极的离子化有水才能发生，极干的土腐蚀作用无法进行，腐蚀受湿度控制 ； 对长距离宏观电池，如管道交替经过氧渗透率不同的土，电阻起控制作用。距离越长电阻因素越明显。 土中金属一般采用防腐涂层和阴极保护联合防护，涂层的作用是将金属表面与土介质隔离，以阻碍金属表面的微电池 腐蚀。阴极保护包括牺牲阳极保护和外加电流阴极保护。 2 认识环境的复杂性 2•1 腐蚀介质和腐蚀途径的多样性 水和土中的腐蚀是多种并存。在多腐蚀介质、多种腐蚀途径同时存在的条件下，应采用综合评价方法，一般选择在发 展过程中腐蚀速度最快，腐蚀强度最大的腐蚀类型作为综合评价结果。 多种腐蚀介质可相互作用并存，一般会加强腐蚀性，但也有相反。例如氯离子的存在可抑制硫酸根离子的腐蚀。 腐蚀性的强度直接取决于介质浓度，在自然界中，浓度是可变的。水在运动中不断改变腐蚀介质的浓度。环境湿度变 化对混凝土结构的影响很大，干湿交替对防腐蚀非常不利。 气候环境对腐蚀的影响很大，气候干燥，蒸发量大，混凝土表面水分很快挥发而使介质浓度增大，加速腐蚀反应，湿 润气候则相反。冰冻和冻融循环会严重腐蚀混凝土，冰冻和冻融循环会加剧对混凝土的化学腐蚀。 混凝土结构长期埋在地下水位以上的土中，或者长期埋在地下水位以下的土中，无干湿交替作用，无冻触循环，这种 环境最不利于硫酸盐腐蚀的发生，这是良好的防腐环境。黄土地区地下水位很深，湿度很小，即使土中含有腐蚀介质 ，腐蚀作用也不易发生。 2•2 钢铁腐蚀因素的复杂多变性 土中钢铁结构腐蚀的影响因素非常复杂，多种因素相互作用，弄清规律相当困难，大致归纳如下： 一是土的导电性：对宏观腐蚀电池，腐蚀受电阻控制。导电性越强腐蚀速度越快。土的导电性主要与土的成分、含盐 量、湿度及温度等有关； 二是土的含氧量：氧有双重作用，一方面钢铁的钝化需要氧，有利于保护钢铁免遭腐蚀；另一方面亦可促进阴极去极 化反应，不利于保护钢铁。 三是土的PH值：钢铁表面的钝化膜溶于酸而不溶于碱，故酸性土腐蚀性较量，而中性和碱性土影响不大； 中国月期刊咨询网 四是土中盐分：盐除了影响土的导电性外，还参与电化