抗蝕性

　　對于水泥石耐久性有害的環境介質主要為:淡水、酸和酸性水、硫酸鹽溶液和堿溶液等。

　　(1)淡水

　　硅酸鹽水泥屬于水硬性膠凝材料,理應有足夠的抗水能力。但是硬化漿體如不斷受 淡水的浸析時,其中一些組成如Ca(OH)2等將按照溶解度的大小,依次逐漸被水溶解，產生溶出性侵蝕,最終會導致破壞。

　　在各種水化產物中, Ca(OH)2的溶解度最大( 20t約為1.2gCaO/L) ,所以首先被溶解。如水量不多,水中的Ca(OH)2的濃度很快就達到飽和程度,溶出也就停止。但在流動水中，特別在有水壓作用且混凝土的滲透性又較大的情況下,水流就不斷將Ca(OH)2溶出并帶走,不僅增加了孔隙率,使水更易滲透,而且由于液相中Ca(OH)2濃度降低,還會使其他水化產物發生分解。

　　泥的水化產物都必須在一定濃度的CaO液相中才能穩定存在,各主要水化產物的CaO極限濃度如下:

　　2CaO?SiO2?aq 接近Ca(OH)2飽和濃度

　　3CaO?Si O2?aq 接近Ca(OH)2飽和濃度

　　CaO?Si O2?aq 0.031 ~0.52gCaO/L

　　4CaO?Al2O3?12HzO 1.06~ 1. 08gCaOIL

　　3CaO?Al2O3 ?6HzO 0.415~0. 56gCaOIL

　　4CaO?Fe2O3?aq 1.06 gCaO/L

　　3CaO?Al2O3?3Ca(SO)4.32HzO 0.045g CaOIL

　　可見隨著CaO的溶出,首先是Ca(OH)z晶體被溶解,其次高堿性的水化硅酸鹽、水化鋁酸鹽分解而成為低堿性的水化產物。如果不斷浸析,最后會變成硅酸鹽凝膠、氫氧化鋁等無膠結能力的產物。

　　對于抗滲性良好的混凝土、水泥漿體、淡水溶出過程一般發展很慢,幾乎可以忽略不計。

　　(2)酸與酸性水

　　當水中溶有一些無機酸或有機酸時,硬化水泥漿體就受到溶析和化學溶解雙重作用,漿體組成被轉變為易溶鹽類,侵蝕明顯加速,酸類離解出來的H+和酸根R一,分別與漿體所含Ca(OH)2、OH-和Caz+組合生成水和鈣鹽:

　　H+ +OH- =HzO

　　Caz++2R-=CaR2

　　所以.酸'性水侵蝕作用的強弱,決定于水中氫離子濃度。如果pH值小于6,硬化漿體就能受到侵蝕。pH值越小,H-離子越多,侵蝕就越強烈,當H+離子達到足夠濃度時，還能直接與水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣甚至未水化的硅酸鈣、鋁酸鈣等起作用,使漿體結構遭到嚴重破壞。

　　上述的無機酸與有機酸很多是在化工廠或工業廢水中遇到的。化工防腐已是一個重要的專業課題,而自然界中對水泥有侵蝕作用的酸類并不多見。不過,在多數的天然水中多少總存在碳酸,大氣中的COz溶于水中能使其具有明顯的酸性(pH=5.72),再加上生物化學作用所形成的COz,常會產生碳酸侵蝕。

　　碳酸與水泥混凝土相遇時,首先與Ca(OH)z作用,生成不溶于水的碳酸鈣。但是水中的碳酸還要進一步與碳酸鈣作用,生成易溶于水的碳酸氫鈣:

　　CaCO3 + CO2 + H2O= Ca(HCO3)2

　　使氫氧化鈣不斷溶失,從而引起水泥石的解體。

　　(3)硫酸鹽

　　絕大部分硫酸鹽對水泥漿體都有顯著的侵蝕作用,只有硫酸鋇除外。在一般的河水和湖水中，硫酸鹽含量不多,但海水中SO42-離子的含量常達8500mgIL ~ 2700mgIL。

　　硫酸鈉、硫酸鉀等多種硫酸鹽都能與漿體所含的氫氧化鈣作用生成硫酸鈣,再和水化鋁酸鈣反應生成鈣釩石,從而使固相體積增加很多,分別為124%和94% ,產生相、Il 晶壓力,造成膨脹開裂以至毀壞。以硫酸納為例,

　　其作用如下式:(見教材)

　　在海水和地下水中常含有大量的硫酸鎂, Mg2+離子還會進入水化硅酸鈣凝膠,使其膠結性能變差。而且反應生成的氫氧化鎂飽和溶液其pH值低,會導致水化產物不穩定而離解。因此硫酸鎂溶液除產生硫酸鹽侵蝕外,還有Mg2+離子嚴重危害,常稱為"侵蝕"。

　　(4)含堿溶液

　　一般情況下,水泥混凝土能夠抵抗堿類的侵蝕。但如果長期處于較高濃度( >10%)的含堿溶液中,也會發生緩慢的破壞。溫度升高時,侵蝕作用會加速。堿溶液侵蝕主要包括化學侵蝕反應和結晶侵蝕兩方面作用。

　　化學侵蝕是堿溶液與硬化水泥漿組分之間產生化學反應,生成膠結力弱、易為堿溶液析出的產物,如:

　　而結晶侵蝕則是因堿液滲入漿體孔隙,然后蒸發呈結晶析出,產生結晶應力引起脹裂。又如NaOH滲入后,再在空氣中二氧化碳作用下形成含大量結晶水的破 (Na2CO3?10H2O),在結晶時也會造成漿體結構脹裂。

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