水泥石的腐蚀原因和防腐措施

1、水泥石腐蚀的原因和防腐措施教学目标：知识目标：理解水泥石腐蚀的原因；掌握水泥防腐措施技能目标：能分辨水泥石防腐措施；能提出恰当的水泥石防腐措施情感目标：培养学生的实践能力开始教学设计：水泥石腐蚀的原因和防腐措施水泥石腐蚀的原因和防腐措施线上学习线上课件水泥石腐蚀的原因和防腐措施练习线下任务线下任务水泥石腐蚀的原因和防腐措施练习线下点评结束教学内容：一、水泥石腐蚀的原因在正常环境条件下，水泥石的强度会不断增长。然而某些环境因素（如某些侵蚀性液体或气体）却能引起水泥石强度的降低，严重的甚至引起混凝土的破坏，这种现象称为水泥石的腐蚀。在道路与桥隧构筑物中，可能遇到。腐蚀情况有以下几种：（一）水化物氢

2、氧化钙Ca(OH)2的溶失1、溶析性侵蚀溶析性侵蚀又称淡水侵蚀或溶出侵蚀，是指硬化水泥石中的水化产物被淡水溶解并带走的一种侵蚀现象。在水泥石的各种水化物中，Ca(OH)2溶解度最大，在淡水中会首先被溶出。当水量不多，或在静水、无压的情况下，水中Ca(OH)2浓度很快达到饱和程度，溶出作用也就中止。但在大量或流动的水中，水流会不断地将Ca(OH)2溶出并带走。2、镁盐侵蚀在海水、地下水或矿泉水中，常含有较多的镁盐，一般以氯化镁、硫酸镁形态存在。镁盐与水泥石中的氢氧化钙起置换作用，生成松软且胶凝性不高的氢氧化镁。3、碳酸侵蚀在工业污水或地下水中常溶解有较多的二氧化碳(CO2)，CO2与水泥石中的氢

3、氧化钙Ca(OH)2作用，可生成碳酸钙(CaCO3)，CaCO3再与水中的碳酸作用，生成可溶的重碳酸钙Ca(HCO3)2而溶失。氢氧化钙的大量溶失，不仅使水泥石的密度和强度降低，而且导致水泥石的碱度降低，随之将引起水化硅酸钙(CSH)和水化铝酸钙的不断分解，水泥石内部不断受到破坏，强度不断降低，最终将会引起整个混凝土结构物的破坏。（二）硫酸盐侵蚀穿越海湾、沼泽或跨越污染河流的道路结构、沿线桥涵墩台，有时会受到海水、沼泽水、工业污水的侵蚀，这些水中常常含有碱性硫酸盐(如Na2SO4、K2SO4)等。这些硫酸盐先与水泥石中的氢氧化钙作用生成硫酸钙，即二水石膏(CaSO4·2H2O)，这种

4、生成物再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矶石，其体积约为原来的水化铝酸钙体积的2.5倍，从而使硬化水泥石中的固相体积增加很多，产生相当大的结晶压力，造成水泥石开裂甚至毁坏。（三）强酸与强碱的腐蚀1.酸。酸类离解出来的H+离子和酸根R-离子，分别与水泥石中Ca(OH)2的OH-和Ca2+结合成水和钙盐。2H+2OH-=2H2O Ca2+2R-=CaR2碳酸腐蚀。在工业污水、地下水中常溶解有较多的二氧化碳，这种水对水泥石的腐蚀作用是通过下面方式进行的：开始时二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用生成碳酸钙：Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3+2H2O生成的碳酸钙再与含碳酸的水作用转变成重碳酸钙，是

5、可逆反应：CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2生成的重碳酸钙易溶于水。当水中含有较多的碳酸，并超过平衡浓度，则上式反应向右进行。因此水泥石中的氢氧化钙，通过转变为易溶的重碳酸钙而溶失。氢氧化钙浓度降低，还会导致水泥石中其他水化物的分解，使腐蚀作用进一步加剧。一般酸的腐蚀。在工业废水、地下水、沼泽水中常含无机酸和有机酸，工业窑炉中的烟气常含有氧化硫，遇水后即生成亚硫酸。各种酸类对水泥石都有不同程度的腐蚀作用。它们与水泥石中的氢氧化钙作用后生成的化合物，或者易溶于水，或者体积膨胀，在水泥石内造成内应力而导致破坏。腐蚀作用最快的是无机酸中的盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸和有机酸中的醋酸、蚁酸和乳酸

6、。例如，盐酸与水泥石中的氢氧化钙作用：2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O。生成的氯化钙易溶于水。硫酸与水泥石中的氢氧化钙作用：H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4·2H2O。生成的二水石膏或者直接在水泥石孔隙中结晶产生膨胀，或者再与水泥石中的水化铝酸钙作用，生成高硫型水化硫铝酸钙，其破坏性更大。2.碱。碱类溶液如浓度不大时一般是无害的。但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱（如氢氧化钠）作用后也会破坏。氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸盐作用，生成易溶的铝酸钠：3CaO.Al2O3+6NaOH=3Na2O.Al2O3+3Ca(OH)2当水泥石被氢氧化钠浸透后又在空气中干燥，

7、与空气中的二氧化碳作用而生成碳酸钠：2NaOH+CO2= Na2CO3+H2O碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉积，而使水泥石胀裂。NaOH+CO2+H2ONa2CO3.10H2O二、水泥石的腐蚀的原因1、水泥石中存在有引起腐蚀的组分氢氧化钙和水化铝酸钙。2、水泥石本身不密实，有很多毛细孔通道，侵蚀介质易于进入其内部。3、腐蚀与通道相互作用。三、水泥石的腐蚀的防止根据以上分析可知，引起水泥石腐蚀的主要内因是水泥石中含有相当数量氢氧化钙，以及一定数量的水化铝酸钙(C3A的水化产物)。水泥石中的各种孔隙及孔隙通道使得外界侵蚀性介质易于侵入。所以为防止或减轻水泥石的腐蚀，通常可采用下列措施：1、根据腐蚀环境特点，合理选用水泥品种:可以选用水化产物中Ca(OH)2含量少的水泥，以降低氢氧化钙溶失对水泥石的危害；选用C3A的含量低的水泥，降低硫酸盐类的腐蚀作用。2、提高水泥石的密实程度，降低水泥石的孔隙率。3、可以在水泥混凝土表面敷设