混凝土结构中水泥材料的腐蚀与防护.pdf

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1、中图分类号：TQl72文献标识码：B文章编号：l∞7—0389(2011)01—7l一05混凝土结构中水泥材料的腐蚀与防护刘振，王琦，田陆飞，石运中，贾丽莉(济南大学材料科学与工程学院，山东济南250022)摘要：水泥混凝土结构因耐久性不良造成过早失效及崩塌破坏的事故时有发生，世界各国为此造成了很大的损失。综述了国内外有关水泥混凝土腐蚀的研究现状。包括腐蚀因素、腐蚀机理、腐蚀过程的研究与分析成果；总结了提高水泥混凝土腐蚀能力的技术措施，如改变水泥熟料矿物组成、添加掺合料、提高密度、表面涂料防护等等。最后，提出了未来的主要研究方向。关键词：硅酸盐水泥；硫酸盐侵蚀；油井水泥；抗腐蚀；耐

2、久性Cor删蛐ofcementj妇。吣matedalsjn伽cretest删cllI心锄dtheprot硎鲫LiuZhen，WangQi，TianLufei，ShiYunzhong，JjaL⋯(Sch00lofMaterialsScienceandEngineering，UniVersityofJinan，Shandongjinan250022)Abstrj越：Coll印8eaccidentoccurs‰quentlybecau8eofpoordurabilityofconcretestmcture，whichcausedgreatlosstoallcoun．triesinthew

3、odd．Andthere舱archstateofconcretec0姗ionindomesticandoVerseaincludingcorrosionfactor，mechanimandpros—esswassummarized鼬well鼬theme酗uresofimprovingthecormsionre8istanceofcementconcrete幽adjustingclikermineralc啪po-nent，addingadmixture，increasingtheconsistencyandsud：aceprotectivecoating．Finally，themai

4、nresearchdirectioni码the凡turewasbmughtforward．Keywords：ponl锄dcement；sulphateemsion；oil—wellcement；coⅡ_osionresistance；durabilityO前言1824年英国人J．阿斯普丁发明波特兰水泥，于1830年前后波特兰水泥混凝土问世，至今己经有180多年的历史。由于其原材料来源广泛、制备加工方便、生产成本较低等显著优点，以硅酸盐水泥为胶结材料的混凝土和钢筋混凝土的应用日益增加，已经成为当今世界上使用最多的建筑材料。世界上混凝土的生产量约为钢产量的lo倍，仅我国对水泥混凝土材料

5、的年需求餐就达数十亿tu’2，。据国家统计局公布，2009年我围的水泥总产量为16．3亿t【31。水泥混凝土结构因耐久性不良造成过早失效及崩塌破坏的事故时有发生，世界各国为此付出了沉重的代价。随着土建工程的历史越来越长，许多已经历时多年的水泥混凝土结构往往易出现水泥混凝土的腐蚀和剥裂等系列耐久性问题卜引。据美国一项调查显示16】，美国的水泥混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或藿建费约为3000亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150—200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32％的水

6、坝年久失修；而对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30一50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40％一50％以上。因此，耐久性对工程量浩大的?昆凝土工程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担jl水泥材料的腐蚀因素常温硬化的水泥浆体(或称水泥石)通常是由未水化的水泥颗粒、水泥水化产物(C—S—H凝胶、Ca(oH)：、钙矾石等)、水、少量空气以及由水和空气占有的孔隙组成，它是一个固一液一气三相的稳定体。水泥石中的孔隙率和表面的开口孔隙的大小对水泥的抗腐蚀性能影响很大。环境腐蚀介质通过孑L隙进入水泥石内部，破坏水泥石的内部物质结构

7、，造成水泥石组分流失或者是内部造成体积变化，从而对水泥结构进行腐蚀破坏。根据不同的腐蚀介质，主要有以下几种腐蚀类型。1．1酸的腐蚀1．1．1酸雨和酸性水的腐蚀伴随着环境的污染，酸雨的频率逐渐增加17卅。水中溶有一些无机酸和有机酸时，硬化水泥浆就会受到溶析和化学腐蚀的双重的作用，将浆体组成转变为易溶盐类，侵蚀明显加速。水泥水化产物主要为碱性的水化硅酸钙、水化铝酸钙及相当数量的求滋工程坠墼一7l一刘振，等：混凝土结构中水泥材料的腐蚀与防护．．立翟豳露澄霉豳嚣翟圈嚣盔函露豳