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浅谈防止水泥石腐蚀的方法有哪些

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浅谈防止水泥石腐蚀的方法有哪些

发布日期:2017-04-07 编辑:五龙科技 点击:

  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。

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氢氧化钙溶解,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,因为氢氧化钙溶解度最大,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氢氧化钙所饱和,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,氢氧化钙会不断溶出,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,将氢氧化钙溶解并渗滤出来,因此不仅减小了水泥石的密实度,影响其强度,而且由于液相中氢氧化钙的浓度降低,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。

  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。

酸类侵蚀(溶解性侵蚀)

  硅酸盐水泥水化产物呈碱性,其中含有较多的氢氧化钙,当遇到酸类或酸性水时则会发生中和反应,生成比氢氧化钙溶解度大的盐类,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。另外水泥石中氢氧化钙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氢氧化钙发生化学反应,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。

盐类腐蚀

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。

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。

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。但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱会发生反应,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二氧化碳反应生成碳酸钠。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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防止水泥石腐蚀的措施:

根据环境侵蚀特点,合理选用水泥品种

  水泥石中引起腐蚀的组分主要是氢氧化钙和水化铝酸钙。当水泥石遭受软水侵蚀时,可选用水化产物中氢氧化钙含量少的水泥。水泥石如处在硫酸盐的腐蚀环境中,可采用铝酸三钙含较低的抗硫酸盐水泥。在硅酸水泥熟料中掺入某些人工或天然矿物材料(混合材料)可提高水泥的抗腐蚀能力。

提高水泥石的密实度

  水泥石中的毛细管、孔隙是引起水泥石腐蚀加剧的内在原因之一。因此,采取适当技术措施,如强制搅拌、振动成型、真空吸水、掺外加剂等,在满足施工操作的前提下,努力降低水灰比,提高水泥石的密实度,都将使水泥石的耐侵蚀性得到改善。

表面加作保护层

  当侵蚀作用比较强烈时,而在水泥制品表面加做保护层。保护层的材料常采用耐酸石料(石英岩、辉绿岩)、耐酸陶瓷、玻璃、塑料、沥青等。


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