白银地区混凝土结构耐久性的原因及改善措施

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发布时间：2021-09-06

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白银地区混凝土结构耐久性的原因及改善措施
李晓明
(二十一冶建设有限公司，甘肃兰州730000)
摘要：混凝土在正常的环境下，是比较耐久的，能够达到长期使用的目的。但在腐蚀的环境和介质中，混凝土及
混凝土中的钢筋却能过早的遭到破坏，影响混凝土结构耐久性及混凝土结构的强度。如何提高混凝土结构在使用
过程中抵抗其自身及环境因素的破坏，而保持原有的性能不变质、不破坏的能力，是本文探讨的重点。
关键词：混凝土；侵蚀作用；耐久性；预防措施
中图分类号：TU528．1 文献标识码：B
1 引言
混凝土是工程建设中用途广，用量最大的建筑
材料之一，混凝土的强度和耐久性是混凝土的两个
重要指标。但在设计施工中往往把混凝土的抗压强
度作为主要技术指标，而对混凝土的耐久性重视不
够，混凝土的耐久性主要涉及到抗渗性、抗冻性、抗
碳性、抗化学侵蚀及碱集料反应等。
白银地区处在暖温带与中温带的过渡地区，老
城区的地层结构一般由第四系杂填土、中细沙及白
垩纪基岩组成。地下水属潜水类型，主要来源于大
气降水及生活渗水，水位埋深一般在1．5—5．0 m
问。由于城区周边存在冶炼厂，城区大气中不时有
H：s存在也很常见。城区土壤与地下水经实验室岩
土勘察分析评价，土壤中含有so,。、CI’离子，对混凝
土结构及混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性或具有
中等腐蚀性；地下水中含有阴离子HCO 、so：。、CI’；
阳离子Ca¨、Mg¨、NH4+等离子，对混凝土具有中度
酸性侵蚀和强溶出型侵蚀，其中硫酸盐的侵蚀最为
严重。因此对建筑物和构筑物的地下部分，如桥梁、
隧道、涵洞和房屋的基础必须采取相应措施，减少或
消除土壤及地下水中含有的侵蚀性物质对混凝土产
生的化学侵蚀作用。
2 土壤及地下水中的侵蚀物质对混
凝土结构的影响
2．1 硫酸盐对混凝土结构的侵蚀作用
硫酸盐侵蚀属结晶类侵蚀，环境中的水含有盐
类时，通过化学或物理作用产生结晶，体积显著增加
而产生巨大的膨胀应力，加速混凝土的破坏，其破坏
速度及严重程度往往比化学反应侵蚀更快更严重。
盐类结晶侵蚀以Na：SO 最为严重，既使坚固密实的
岩石，在Na SO 干、湿反复作用下也遭到破坏。
硫酸盐对混凝土的侵蚀主要是硫酸盐与混凝土
的水化产物发生反应，生成膨胀性产物：钙钒石和石
膏。钙钒石又名硫铝酸三钙或高硫型水化碳铝酸
钙，其分子式为：3CaO·AI203·3CaSO4·32H20，是
来自水泥中的铝酸三钙C A水化物与硫酸盐反应
生成的。其反应式为：
4CaO ·At2 03 ·19H2 0 +3CaSO4+ 14H2 0__+
3CaO·A1203·3CaSO4·32H20+Ca(OH)2
除钙钒石之外，硫酸盐与石灰反应，析出石膏晶
体：
Ca(OH)2+so,‘+2H2 O--．2CaSO4·2H2 0+
2OH。
由石灰转变为石膏，体积增加一倍，同时产生了
石膏的破坏作用。
2．2 氯离子对混凝土结构的侵蚀作用
在通常情况下，水泥水化形成的混凝土内部的
高碱性环境，使钢筋表面形成一层致密的钝化膜，从
而使钢筋免受腐蚀。然而pH值下降时，在氯离子、
水分存在的条件下，就将发生钢筋的电化学锈蚀，由
此破坏钝化膜，并形成腐蚀电池，同时起到去极化作
用和导电作用。所以氯离子是极强的去钝化剂，并
在钢筋腐蚀过程中起催化剂的作用。
水泥石的C A与CI。的反应式为：
3CaO ·A12O3·6H20 +Ca 十2CI。+4H20
3CaO ·A1203·CaC12·10H20
2．3 镁盐和铵盐对混凝土结构的侵蚀作甩