钙溶蚀对混凝土耐久性影响研究概述

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发布时间：2021-09-12

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钙溶蚀对混凝土耐久性影响研究概述
蒋慷，唐洪刚，张正洋，邱林峰
(南京理工大学理学院，南京210094)
【摘要】混凝土是目前使用最多的建筑材料，随着使用的增多混凝土结构出现的问题也随之暴露出来。
钙溶蚀就是其中一种问题，它对混凝土结构耐久性的影响比较大。文中简要介绍目前国内外钙溶蚀的研究现状
以及钙溶蚀对混凝土结构损伤机理和提高混凝土耐久性的措施。
【关键词】混凝土；耐久性；钙溶蚀；损伤机理
【中图分类号】TU528．0 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2015)11—0015—03
O 引言
目前，混凝土结构是我国基础建设应用最为广泛
的结构之一，但受其自身材料特性和周围环境因素的
影响，很容易受到耐久性问题的困扰。自混凝土问世
以来，由于各种原因导致大量的混凝土结构先于设计
使用年限失效，其中有一部分是结构形式设计不当力
学损伤累积造成，而较大一部分是源于混凝土结构耐
久性方面的不足。造成混凝土耐久性不足的原因有
很多，钙溶蚀就是其中最主要的原因之一。国内外许
多混凝土结构或多或少都在遭受钙溶蚀的影响，每年
光修复钙溶蚀造成的结构问题就花费巨大的人力物
力。因此，对于钙溶蚀造成混凝土结构耐久性的退化
问题是当今研究的重要课题之一。
1 钙溶蚀研究现状
钙溶蚀是指侵蚀溶液渗透进入水泥基材料孑L隙
之后，材料固体骨架中的可溶钙溶解到孔隙液中，继
而孔隙液中钙离子在外界侵蚀环境溶液与孔隙液中
的钙离子产生的浓度梯度的作用下扩散进入外部环
境溶液中的过程。
国内外学者针对钙溶蚀问题主要就水泥基材料
的渗透性，材料中固相钙(CH和CSH)与孔隙液中钙
离子在溶蚀过程中的变化机理及变化特征，水泥基材
料溶蚀过程中引起的化学力学损伤问题以及钙溶蚀
模型的建立进行了研究。
水泥基材料的渗透性是与其溶蚀过程密切相关
的材料特性。渗透性是影响材料耐久性最主要的因
素之一，它是表征混凝土抵抗各种介质侵入的能力，
可反映软水环境下水泥基材料钙溶蚀的速率。B．M．
莫斯克文较早开展了混凝土的渗透性研究，他详细
地研究了混凝土材料的渗透性，并对与渗透性直接相
关的渗透系数的影响因素进行了分析。Catinaud和
Beaudoin等研究了不同矿物组成的水泥石的渗透性
能，以及水泥石溶蚀之后的矿物组成变化规律。国内
的方坤河、李新宇等利用软水作为溶蚀介质，通过
实验和理论研究，获得了影响混凝土渗透性能的主要
因素是渗透系数，并研究了不同掺合料对溶蚀进程的
影响。李淑进、吴科如等研究了混凝土微观结构与
其渗透性能的关系，结果表明，混凝土内部孑L结构特
征与其渗透性能有直接的关系，而与混凝土内部孔结
构关系最密切的是其水胶比。
水泥基材料溶蚀过程中固相钙(CH和CSH)与孔
隙液中钙离子的变化机理和变化特征是广大学者较
为关心的问题。Bemer通过实验获得了骨架中可溶解
固体钙浓度和孔溶液中液相钙离子浓度的大量数据，
在对此测试数据分析拟合和总结的基础上，Gerard给
出了水泥基材料中固体钙和孔溶液中液相钙离子之