水泥石的腐蚀有哪些类型?

我的作业
1、水泥石的腐蚀有哪些类型?简述水泥石腐蚀的机理.
2、工程中可采取哪些措施提高混凝土强度?
3、试述低碳钢进行拉伸试验经历的四个阶段,各有哪些重要的参数?

1、常见的水泥石腐蚀有:软水侵蚀(溶出性侵蚀)、酸类侵蚀(溶解性侵蚀)、盐类腐蚀、强碱腐蚀等。除上述四种侵蚀类型外,对水泥石有腐蚀作用的还有糖类、酒精、脂肪、氨盐和含环烷酸的石油产品等。

(1)软水侵蚀(溶出性侵蚀)

软水是不含或仅含少量钙、镁等可溶性盐的水。雨水、雪水、蒸馏水、工厂冷凝水以及含重碳酸盐甚少的河水与湖水均属软水。软水能使水泥水化产物中的Ca(OH)2溶解,并促使水泥石中其他水化产物发生分解,强度下降。故软水侵蚀称为“溶出性侵蚀”。

各种水化产物与水作用时,因为Ca(OH)2溶解度最大,所以首先被溶出。在水量不多或无水压的情况下,由于周围的水迅速被溶出的Ca(OH)2所饱和,溶出作用很快即中止,破坏仅发生于水泥石的表面部位,危害不大。但在大量水或流动水中,Ca(OH)2会不断溶出,特别是当水泥石渗透性较大而又受压力水作用时,水不仅能渗入内部,而且还能产生渗透作用,将Ca(OH)2溶解并渗滤出来,因此不仅减小了水泥石的密实度,影响其强度,而且由于液相中Ca(OH)2的浓度降低,还会破坏原来水化物间的平衡碱度,而引起其他水化产物如水化硅酸钙、水化铝酸钙的溶解或分解。最后变成一些无胶凝能力的硅酸凝胶、氢氧化铝、氢氧化铁等,水泥石结构彻底遭受破坏。

软水腐蚀的轻重程度与水泥石所承受的水压及与水中有无其他离子存在等因素有关。当水泥石结构承受水压时,受穿流水作用,水压越大,水泥石透水性越大,腐蚀越严重;水泥中含有少量的SO42-、Cl-、Na+、K+等离子时,能提高氢氧化钙的溶解度,使溶出性腐蚀加重。

溶出性侵蚀的速度还与环境水中重碳酸盐的含量有很大关系。

(2)酸类侵蚀(溶解性侵蚀)

硅酸盐水泥水化产物呈碱性,其中含有较多的Ca(OH)2,当遇到酸类或酸性水时则会发生中和反应,生成比Ca(OH)2溶解度大的盐类,导致水泥石受损破坏。

碳酸的侵蚀:这种反应长期进行会导致水泥石结构疏松,密度下降,强度降低。另外水泥石中Ca(OH)2浓度的降低又会导致其他水化产物的分解。进一步加剧了水泥石的腐蚀。

一般酸的腐蚀:各种酸类都会对水泥石造成不同程度的损害。其损害机理是酸类与水泥石中的Ca(OH)2发生化学反应,生成物或者易溶于水,或者体积膨胀导致水泥石中产生内应力而引起水泥石破坏。无机酸中的盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸和有机酸中的醋酸、蚁酸、乳酸的腐蚀作用尤为严重。

(3)盐类腐蚀

1)硫酸盐及氯盐腐蚀(膨胀型腐蚀)

在一些湖水、海水、沼泽水、地下水以及某些工业污水中常含有钠、钾、铵等的硫酸盐,它们会先与硬化的水泥石结构中的氢氧化钙起置换反应,生成硫酸钙。硫酸钙再与水泥石中的水化硫铝酸钙起反应,生成高硫型水化硫铝酸钙,高硫型水化硫铝酸钙含有大量结晶水,其体积较原体积膨胀2.22倍,产生巨大的膨胀应力,因此对水泥石的破坏很大,高硫型水化硫铝酸钙呈针状晶体,俗称“水泥杆菌”。

当水中硫酸盐浓度较高时,硫酸钙会在孔隙中直接结晶成二水石膏,造成膨胀压力,引起水泥石的破坏。

2)镁盐的的腐蚀(双重腐蚀)

在海水及地下水中,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置换作用,生成的氢氧化镁松软无胶凝能力,氯化钙易溶于水,二水石膏则引起硫酸盐的破坏。由此可见镁盐腐蚀属于双重腐蚀,镁盐对水泥石的破坏特别严重。

(4)强碱腐蚀

硅酸盐水泥水化产物呈碱性,一般碱类溶液浓度不大时不会对水泥石造成明显损害。但铝酸盐(C3A)含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱(如NaOH)会发生反应,生成的铝酸钠溶于水。当水泥石被氢氧化钠浸透后又在空气中干燥,则溶于水的铝酸钠会与空气中的CO2反应生成碳酸钠。由于水分失去,碳酸钠在水泥石毛细管中结晶膨胀,引起水泥石疏松、开裂。
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第1个回答  2015-09-03
  水泥石的腐蚀
  (一)水化物氢氧化钙Ca(OH)2的溶失
  1、溶析性侵蚀
  溶析性侵蚀又称淡水侵蚀或溶出侵蚀,是指硬化水泥石中的水化产物被淡水溶解并带走的一种侵蚀现象。在水泥石的各种水化物中,Ca(OH)2溶解度最大,在淡水中会首先被溶出。当水量不多,或在静水、无压的情况下,水中Ca(OH)2浓度很快达到饱和程度,溶出作用也就中止。但在大量或流动的水中,水流会不断地将Ca(OH)2溶出并带走。
  2、镁盐侵蚀
  在海水、地下水或矿泉水中,常含有较多的镁盐,一般以氯化镁、硫酸镁形态存在。镁盐与水泥石中的氢氧化钙起置换作用,生成松软且胶凝性不高的氢氧化镁。
  3、碳酸侵蚀
  在工业污水或地下水中常溶解有较多的二氧化碳(CO2),CO2与水泥石中的氢氧化钙Ca(OH)2作用,可生成碳酸钙(CaCO3),CaCO3再与水中的碳酸作用,生成可溶的重碳酸钙Ca(HCO3)2而溶失。
  氢氧化钙的大量溶失,不仅使水泥石的密度和强度降低,而且导致水泥石的碱度降低,随之将引起水化硅酸钙(CSH)和水化铝酸钙的不断分解,水泥石内部不断受到破坏,强度不断降低,最终将会引起整个混凝土结构物的破坏。
  (二)硫酸盐侵蚀
  穿越海湾、沼泽或跨越污染河流的道路结构、沿线桥涵墩台,有时会受到海水、沼泽水、工业污水的侵蚀,这些水中常常含有碱性硫酸盐(如Na2SO4、K2SO4)等。这些硫酸盐先与水泥石中的氢氧化钙作用生成硫酸钙,即二水石膏(CaSO4·2H2O),这种生成物再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矶石,其体积约为原来的水化铝酸钙体积的2.5倍,从而使硬化水泥石中的固相体积增加很多,产生相当大的结晶压力,造成水泥石开裂甚至毁坏。
  (三)强酸与强碱的腐蚀
  1、酸
  酸类离解出来的H+离子和酸根R-离子,分别与水泥石中Ca(OH)2的OH-和Ca2+结合成水和钙盐。
  2H++2OH-=2H2O
  Ca2++2R-=CaR2
  碳酸腐蚀
  在工业污水、地下水中常溶解有较多的二氧化碳,这种水对水泥石的腐蚀作用是通过下面方式进行的:
  开始时二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用生成碳酸钙:
  Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3+2H2O
  生成的碳酸钙再与含碳酸的水作用转变成重碳酸钙,是可逆反应:
  CaCO3+CO2+H2O
  Ca(HCO3)2
  生成的重碳酸钙易溶于水。当水中含有较多的碳酸,并超过平衡浓度,则上式反应向右进行。因此水泥石中的氢氧化钙,通过转变为易溶的重碳酸钙而溶失。氢氧化钙浓度降低,还会导致水泥石中其他水化物的分解,使腐蚀作用进一步加剧。
  一般酸的腐蚀
  在工业废水、地下水、沼泽水中常含无机酸和有机酸,工业窑炉中的烟气常含有氧化硫,遇水后即生成亚硫酸。各种酸类对水泥石都有不同程度的腐蚀作用。它们与水泥石中的氢氧化钙作用后生成的化合物,或者易溶于水,或者体积膨胀,在水泥石内造成内应力而导致破坏。腐蚀作用最快的是无机酸中的盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸和有机酸中的醋酸、蚁酸和乳酸。
  例如,盐酸与水泥石中的氢氧化钙作用:
  2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O
  生成的氯化钙易溶于水。
  硫酸与水泥石中的氢氧化钙作用:
  H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4·2H2O
  生成的二水石膏或者直接在水泥石孔隙中结晶产生膨胀,或者再与水泥石中的水化铝酸钙作用,生成高硫型水化硫铝酸钙,其破坏性更大。
  2、碱
  碱类溶液如浓度不大时一般是无害的。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而生成碳酸钠:
  2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
  碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉积,而使水泥石胀裂。
  NaOH+CO2+H2O→Na2CO3.10H2O
第2个回答  2009-06-19
1水泥石受腐蚀的基本原因:水泥石中含有易受腐蚀的成分,即氢氧化钙和水化铝酸钙等;水泥石不密实,内部含有大量的毛细孔隙。
2易造成水泥石腐蚀的介质:软水及含硫酸盐、镁盐、碳酸盐、一般酸、强碱的水。
3防止腐蚀的措施:合理选用水泥的品种;掺入活性混合材料;提高水泥密实度;设保护层。
提高混凝土强度措施有,严格控制水灰比,合理减少拌
表面适量抛灰处理
合理的骨料级配
良好得养护条件及龄期本回答被网友采纳