第三章-通用硅酸盐水泥.ppt

1、第五讲硅酸盐水泥（I）,引言4 3.1.1硅酸盐水泥的生产和矿物组成8 3.1.1.1 硅酸盐水泥的生产9 3.1.1.2 硅酸盐水泥的矿物组成.15 3.1.2硅酸盐水泥的水化与凝结硬化18 3.1.2.1 硅酸盐水泥的水化19 3.1.2.2 硅酸盐水泥的凝结硬化过程34 3.1.2.3 影响水泥凝结硬化的主要因素55 小结 67,目录,铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥,硅酸盐水泥,通用水泥,专用水泥,特性水泥,化学成分,水泥,性能用途,引言,通用水泥 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合水泥,专用水泥 砌筑水泥 油井水泥,特性水泥 快硬水泥 膨胀

2、水泥 抗硫酸盐水泥 中热水泥,硅酸盐水泥的历史,埃及时代 煅烧石膏金字塔 希腊与罗马人 发明了煅烧石灰石快硬石灰砖石结构砂浆 希腊与罗马人 黏土获泥土、石灰与砂胶凝材料 罗马人 用火山灰、石灰与砂水硬性胶凝材料混凝土、砌块 中世纪，该项技术失传，到11世纪建材低到最低点 14世纪后期，石灰技术和火山灰利用再次升起 17591759年, 英国人John Smeaton将石灰与火山灰混合胶凝材料； 法国的Lesage 和Vicat，英国的Frost 和Parke，煅烧石灰与粘土混合物水泥 1824年，英国的砖瓦匠Joseph Aspdin发明了现代生产硅酸盐水泥的专利技术 1871年，美国宾夕法尼

3、亚，发明世界上第一台回转窑，使水泥生产大规模化,硅酸盐水泥,特性应用,腐蚀与防止,生 产,矿物组成和特性,技术标准,定义,3.1硅酸盐水泥,何为硅酸盐水泥？,凡由硅酸盐水泥熟料、05%石灰或熟化高炉矿渣、适量石膏共同磨细制的水硬性胶凝材料。 硅酸盐水泥代号P、P P表示不掺混合材料的硅酸盐水泥 P表示混合材料掺量不超过5%的硅酸盐水泥,Clinker,Portland Cement,3.1.1 硅酸盐水泥的生产 和矿物组成,3.1.1.1 硅酸盐水泥的生产,3.1.1.2 水泥熟料矿物组成,3.1.1.1 硅酸盐水泥的生产,原料： 石灰质原料（如石灰石、白垩等，主要提供氧化钙） 黏土质原料（如

4、黏土，提供氧化硅及氧化铝与氧化铁） 辅助原料(铁矿石) 矿化剂（萤石）,硅酸盐水泥的生产工艺概括起来就是“二磨一烧”,3.1.1.2 水泥熟料矿物组成,水泥颗粒显微外貌,少量矿物：游离氧化钙和游离氧化镁及碱,1. 水化 水化反应 单矿物水化特点 石膏作用原理 2. 凝结与硬化 何为凝结硬化？ 凝结硬化过程 3.影响水化、凝结与硬化的因素,3.1.2硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化,2C3S + 6H2O = C-S-H + 3Ca(OH)2 2C2S + 4H2O = C-S-H + Ca(OH)2 C3A + 6H2O = 3CaOAl2O36H2O 2C4AF + 7H2O = 3CaOAl2

5、O3 6H2O + CaOFe2O3H2O,硅酸盐水泥遇水后，水泥中的各种矿物成分会很快发生水化反应，生成各种水化物。,水化反应,水化硅酸钙凝胶,六方板结晶,水化速度最快；闪凝,立方板状结晶,水化速度快，早强,水化速度慢，后强,立方板状结晶,水化速度适中,硅酸钙（C3S、C2S）的水化,3CaOSiO2+nH2O=xCaOSiO2yH2O+(3-x)Ca(OH)2 2CaOSiO2+nH2O=xCaOSiO2yH2O+(2-x)Ca(OH)2,特别说明（仅作了解） 水化硅酸钙凝胶一般表示为C-S-H 氢氧化钙简写为CH 产物形貌： CH为六方板状晶体。,硅酸钙（C3S、C2S）的水化,硅酸钙（

6、C3S、C2S）的水化,硅酸钙（C3S、C2S）的水化,硅酸钙（C3S、C2S）的水化,含铁、铝相的水化,CaOAl2O3+6H2O=3CaOAl2O3 6H2O,4CaO Al2O3 Fe2O3+7H2O =3CaO Al2O3 6H2O+CaO Fe2O3 H2O,C3AH6为立方晶体,含铁、铝相的水化,高硫型水化硫铝酸钙 钙矾石，AFt,低硫型水化硫铝酸钙AFm,含铁、铝相的水化,单矿物水化特点,例题,以下是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百分比含量，请分析A、B两种硅酸盐水泥的早期强度及水化热的差别。,石膏作用原理,石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难溶的水化硫铝酸钙针状结晶体（称为钙矾石

7、）。 该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，阻碍水分进入水泥颗粒内部，从而阻碍了铝酸三钙的水化，降低了水泥的水化速度，使水泥的凝结时间得以延缓。 所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。,3CaOAl2O36H2O + CaSO42H2O + H2O 3CaOAl2O33CaSO4 32H2O,2. 凝结与硬化,何为凝结？ 水泥加水拌合后形成具有一定流动性和可塑性的浆体，随着水化的不断进行，水分的不断蒸发，起润滑作用的自由水分逐渐减少，水泥浆逐渐变稠失去可塑性的过程。有初凝和终凝之分。,何为硬化？ 失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。,水泥

8、的硬化机理,cement,+,water,paste,基本假设,溶解沉淀反应理论 就地反应理论(局部反应理论),溶液中的反应,机理：溶解 扩散 沉淀,离子在水中的扩散,C3S,表面离子水化弱化晶体中的化学键，增加pH值,水化产物成核,CSH析出、凝聚、脱水离开水相，形成凝胶，CH结晶生长,表面局部反应,机理：颗粒表面水化物层的形成与扩散,水化物层在固液界面上形成，并不断增厚,颗粒表面离子的水化和水解,C-S-H的成核,Ca(OH)2的成核和生长,凝结硬化过程,初始反应期,潜伏期,凝结期,硬化期,初始的水解和水化，约持续510分钟。,流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水泥颗粒生长，1h。,凝胶膜破裂、

9、水化产物长大并连接，水泥颗粒进一步水化 6h。多孔的空间网络-凝聚结构，失去可塑性。,凝胶体填充毛细管， 6h 若干年硬化石状体密实空间网。,（a）分散在水中未水化的水泥颗粒 （b）在水泥颗粒表面形成水化物膜层 （c）膜层长大并互相连接（凝结） （d）水化物进一步发展，填充毛细孔(硬化) 1水泥颗粒 2水分 3凝胶 4晶体 5水泥颗粒的未水化内核 6毛细孔,凝结硬化过程示意图,凝结硬化过程,硬化水泥浆体水泥石的组成与结构,水泥石的组成 固相水泥水化物与未水化的水泥颗粒 胶体相：水化硅酸钙C-S-H凝胶和铁相凝胶等； 晶体相：硫铝酸钙水化物、水化铝酸钙与氢氧化钙晶体等； 气相各种尺寸的孔隙与空隙

10、 凝胶孔 毛细孔 工艺空隙 液相水或孔溶液 自由水 吸附水 凝胶水 水泥石的组成随水泥水化度而变,硬化水泥浆体水泥石的微观结构,水泥浆体凝结硬化后形成的固体称为水泥石 水泥石微结构特点 多物相固体颗粒堆聚的多孔结构体； 各种物相分布不均； 各种物相的尺寸不等，形貌不一。,由水化物(胶体和晶体)颗粒、未水化的水泥颗粒内核相互聚集形成连续固体颗粒堆聚结构，大小不等的凝胶孔和毛细孔分布其中。,水化良好的水泥石微结构： “A”代表结晶性差、胶体尺寸(1100nm)的C-S-H堆聚体，颗粒间隙尺寸0.53.0nm； “H”代表六方晶体相，尺寸为1m； “C”代表没有被水化物填充，原来由水占据的毛细孔隙或

11、空隙，尺寸在10nm m 。,背散射扫描电镜照片,未水化水泥颗粒,C-S-H,氢氧化钙,单硫型硫铝酸盐,水泥浆扫描电镜照片(7d龄期),C-S-H,钙矾石,水泥浆中的固体相,水泥石中有四种主要固体相 硅酸钙水化物 氢氧化钙 硫铝酸钙水化物 未水化的水泥颗粒,水泥浆中的固体相,（1）硅酸钙水化物 Calcium Silicate Hydrate 缩写: C-S-H 体积含量: 占水泥石体积的5060 %。 主要特性: 高比表面积(100 to 700 m2/ g) 次价键（范得华力）很强 强度。 结构特点： 结晶性很差，呈折叠层状结构； 组成特点： 组成可变，钙/硅(C/S)比=1.5 2.0

12、，结构水不等。 形貌： 结晶性差的纤维网状，胶体尺寸颗粒的聚集体。,C-S-H形貌,C-S-H的分子结构,硅酸钙水化物C-S-H的胶体结构,C-S-H 凝胶结构模型,A=结合键次价键 B=C-S-H片 C=分散的层 O=物理吸附水 X=层间水,( 2 ) Ca(OH)2羟钙石(portlandite) 缩写：CH 体积含量: 占水泥石体积的20 25 %； 特征： 表面积较小、次价键力弱 耐久性和强度。 组成特点： 组成确定Ca(OH)2。 结构特点： 六方片状晶体，与天然羟钙石Portlandite 相似。 形貌： 大片状晶体的堆积体。,氢氧化钙晶体形貌,生长在水泥石孔隙中的六方片状的羟钙石

13、晶体,（3）水化硫铝酸钙Calcium Sulfoaluminate Hydrates 缩写：Aft、Afm 含量： 占水泥石体积的 15 20 %。 组成特点： 开始时，形成三硫型硫铝酸钙钙钒石 ettringite(Aft) 后期，转变为 单硫型硫铝酸钙 monosulfate hydrates(Afm) 结构特点： 结晶性好的晶体 形貌： Aft针状晶体；Afm六方片状晶体,典型Afm六方片状晶体和Aft针状晶体的形貌,水泥浆中的钙钒石,生长在水泥石孔隙中的针状的钙钒石晶体,硬化水泥浆体中水化物固相的分布,固体相含量(),C3AH6,时间(天),C-S-H,水泥石中的孔隙,C-S-H凝胶

14、中的层间孔隙凝胶孔 gel pores 尺寸 = 5 25 含量：约占C-S-H凝胶的28% 对强度和抗渗性无害，对干缩和徐变有一定影响 毛细孔 Capillary Voids 尺寸50 nm ，与水灰比有关 对强度和抗渗性有害，对干缩和徐变有重大影响 空隙 Air Voids 夹杂的空气泡: 3 mm 引入的空气泡: 50 200 m 对强度和抗渗性非常有害,黑色代表孔隙,凝胶孔,毛细孔,凝胶,水泥石的孔结构模型,水泥石中孔分布与水灰比,水泥石中孔分布与水化龄期,水泥石中的水,水蒸气 大的孔隙部分被水填充，剩余空间是与环境温、湿度和压力平衡的水蒸气。 毛细孔水毛细孔和 大的凝胶孔中的水 孔径

15、50nm的孔隙中的水自由水 孔径50nm的孔隙中的水毛细张力水 吸附水 固体表面吸附的水，5个水分子层，厚度1.3nm，干燥到30的相对湿度，可失去。 层间水 小于2.6nm的 凝胶孔中的水，强干燥到10 相对湿度时，可失去。 化学结合水 水泥水化反应所结合到水化物中的水，只有加热到9001000C才会失去。化学结合水量可用于测定水泥水化度。,(105C)可蒸发水,(105C)不可蒸发水,水泥石中的水的分布模型,层间水,毛细孔水,吸附水,3.影响水泥凝结硬化的因素,影响水泥凝结硬化的因素：水泥的矿物组成、细度、石膏掺量、水灰比、温度、湿度和龄期等,水泥熟料中单一矿物的水化速度,水化度(),时间

16、(天),水泥熟料矿物组成的影响,水泥熟料矿物的水化速度： C3A C3ACaSO42H2O C3S C4AF C2S 水泥的C3A和C3S含量越高，凝结硬化速度越快； 水泥的C3A和C3S含量越低，凝结硬化速度越慢；,石膏掺量的影响,石膏主要降低C3A的水化速度； 掺量太少，凝结较快； 过多，凝结硬化影响不大。,石膏掺量对C3A浆体(水/固比1.0) 水化速度(放热量)的影响,放热速度(W/kg),试时间(h),石膏掺量增加： 放热速度减慢 放热峰延后,石膏掺量对C3A与硅酸钙浆体初凝时间的影响,石膏掺量增加，凝结硬化加快； 掺量达到一定后，再增加，影响不大。,水泥颗粒细度的影响,水泥颗粒越细

17、，水化速度越快，为什么？,答：水泥的水化反应是液固异相反应，反应首先发生在液固界面上； 水泥颗粒越细，比表面积越大，界面区越大，反应点越多，因此水化速度越快。,比表面积 m2/kg,放热速度,时间/小时,细度(比表面积)对C3S浆体(水/固比1.0) 水化速度(放热量)的影响,水泥浆比表面积与水化度随时间的关系,水化度(%),比表面积(m2/cm3),水泥细度 Fineness of Cement,粒径： 90 m 几乎接近惰性。,温度与湿度的影响,温度升高，水化反应加快，凝结硬化加速，为什么？ 温度升高10C，速度加快一倍。 温度低于0C时，水化反应基本停止。 保持一定湿度，有利于水泥的水化

18、。,温度升高，放热速度加快，诱导期时间缩短,未水化 水泥,毛细孔,水泥凝胶,体积比,水灰比,长时间放置在水中的水泥浆体水化最终生成物,体积比,未水化 水泥,水泥凝胶,毛细孔,长时间密封放置的水泥浆体水化最终生成物,水灰比,拌和用水量的影响,重要概念：水灰比水泥浆体中拌和水量与水泥质量之比(W/C)； 水泥熟料矿物完全水化的理论水灰比0.23； 水灰比越大，需要水化物固相填充的孔隙越多，凝结硬化所需时间越长； 水灰比越大，水泥石中孔隙越多，强度越低。,水灰比对水泥浆体中水化物与孔隙体积的影响,Summary,C3S、C3A含量多，凝结硬化快，反之亦然。 掺加混合材，熟料减少，凝结硬化速度减慢。

19、有些化合物可以使水泥浆体促凝或缓凝。 细度越小，水化反应越快，凝结硬化越快。 水灰比越大，浆体需填充的孔隙越多，凝结硬化速度越慢。 提高温度，加快水泥的凝结硬化；保持足够的水分有利于水泥的凝结硬化,问题？,水泥凝结硬化速度快，好吗？,答：水化加快，放热速率加速，升温并膨胀，凝结硬化形成的微结构体积较疏松，且在随后的降温期间，或受干燥环境作用收缩变形时产生大量微裂缝，致使结构混凝土强度与渗透性（耐久性）受到严重影响。,水泥宜在什么条件下凝结硬化？,答：水泥宜在常温(2010C)与相对湿度较高的条件下，凝结硬化。即水泥水化速度适宜的温度，水化 所需水分供应充足的条件。,小 结,水泥的定义,P.I、

20、P.II,水泥的烧成,烧成温度,矿物组成,C3S,C2S,C3A,C4AF,矿物水化,C-S-H，CH，C3AH6,3.1.3 硅酸盐水泥的技术性质,细度 密度,凝结时间,安定性,强度,碱含量等,8. 不溶物和烧失量,为什么要限制水泥的不溶物含量和烧失量？,答：不溶物是指水泥经酸和碱处理后，不能被溶解的残余物；烧失量是指水泥经高温灼烧后的质量损失率。这两项指标超标表示水泥中不能水化的杂质含量大，影响水泥硬化后的性能。,1. 化学品质指标-不容物和烧失量,水泥中碱含量按Na2O0.653K2O计算值来表示。若使用活性骨料，用户要求提供低水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60%或由供需双方商定。,1

21、. 化学品质指标-碱含量,2. 细度,硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2kg。,细度是指水泥颗粒的粗细程度。,水泥细度采用筛分法或比表面法测定。,比表面积以 lkg水泥所具有的总表面积(m2kg)表示。,以0.08mm方孔筛的筛余量表示。,其筛余量不得超过10.0。,凡水泥细度不符合规定者为不合格品。,为什么需要规定水泥的细度？,思考题,解答： 水泥颗粒细度影响水化活性和凝结硬化速度，水泥颗粒太粗，水化活性越低，不利于凝结硬化； 虽然水泥越细，凝结硬化越快，早期强度会越高，但是水化放热速度也快，水泥收缩也越大，对水泥石性能不利； 水泥越细，生产能耗越高，成本增加； 水泥越细，对水泥的储存也不

22、利，容易受潮结块，反而降低强度。,标准稠度： 按规定的方法拌制的水泥净浆，在水泥标准稠度测定仪上，试杆下沉（61）mm时的水泥净浆的稠度。 标准稠度用水量： 是指水泥净浆达到标准稠度时所需要的水量，用水与水泥质量的比来表示。硅酸盐水泥的标准稠度用水泥量一般在21%28%。,3. 标准稠度用水量,不变(固定)水量法,标准稠度测定仪,问题：标准稠度用水量与什么因素有关？为什么？,解答： 与水泥细度、水泥矿物组成、混合材掺量等有关。因为水泥颗粒越细，比表面越大，表面吸附水越多；水泥矿物组成和混合材掺量不同，颗粒的表面吸附特性不同，吸附水量不同。,4. 凝结时间,凝结时间测定 初凝时间 终凝时间,概念

23、 从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始失去可塑性所需的时间 标准要求45min 国产水泥一般为1-3h 实验 测试时以试针距底板41mm为准。 工程意义 水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分的时间搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。,初始凝结时间,终凝时间,概念 从水泥加水拌和起至水泥净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 标准要求390min 国产水泥一般为5-6h 实验 测试时以试针下沉0.5mm为准。 工程意义 终凝时间不宜过迟，以便施工完毕后更快硬化，达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行。,初凝,终凝,定义,标准,不符合标准,废 品,不符合标准,不合格品,测定,为了调节硅

24、酸盐水泥的凝结时间，生产水泥时应掺入适量的 。 a)石灰 b)石膏 c)水玻璃 d)火山灰,凝结时间,4. 凝结时间,国标 规定：凡初凝时间不符合规定的水泥为废品；终凝时间不符合规定的水泥为不合格品。为什么？,答： 水泥凝结时间的规定是为了有足够的时间进行施工操作和硬化的混凝土质量； 初凝时间太短，来不及施工，水泥石结构疏松、性能差，水泥无使用价值，即为废品； 终凝时间太长，强度增长缓慢，也会影响施工，即为不合格品。,某立窑水泥厂生产的普通水泥游离氧化钙含量较高，加水拌和后初凝时间仅40 min，本属于废品。但后放置1个月，凝结时间又恢复正常，而强度下降，请分析原因。,工程实例分析,思考题,测

25、定水泥凝结时间时的用水量为什么要规定为标准稠度用水量？,解答： 与水泥细度、水泥矿物组成、混合材掺量等有关。因为水泥颗粒越细，比表面越大，表面吸附水越多；水泥矿物组成和混合材掺量不同，颗粒的表面吸附特性不同，吸附水量不同。,水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。,水泥熟料中游离氧化钙过多 氧化镁过多 石膏量过多,体积安定性的测定方法,体积安定性不良的原因,安定性不良的表现形态,雷氏法,试饼法,5. 体积安定性,限制,上述测试方法仅能测出游离CaO是否过量。 游离MgO和石膏不能通过加速实验的方法检测 所以它们必须在生产工艺中严格控制，避免过量。 标准规定： MgO5%、石膏SO33.5%。,体

26、积安定性的测定,填空：水泥中游离CaO和游离MgO含量过多，对水泥产生体积安定性不良的基本原因是由于（ ），安定性不合格的水泥作（ ）处理。,思考题,检验方法软练胶砂法，分别测量抗压强度和抗折强度。 试件尺寸：4040160mm棱柱体； 胶砂配比： 水泥 : ISO标准砂 : 水= 1 : 3 : 0.5； 振动成型： 在频率为28003000次/min，振幅0.75mm的振实台上成型。振动时间120s。 试件养护： 在20 C 1C，相对湿度不低于90%的雾室或养护箱中24h，然后脱模在20C 1 C的水中养护至测试龄期；,6. 强度及强度等级,100mm,160mm,P,抗折强度试验,P,

27、P,抗压强度试验,强度测量： 将试件从水中取出，先进行抗折强度试验，折断后每截再进行抗压强度试验。受压面积为4040=1600mm2。 结果计算： 抗折强度以三个试件的平均值，抗压强度以六个试件的平均值。,强度测定仪,bending strength instrument,强度测定仪,Compressive strength instrument,强度等级：根据3天和28天强度测试结果，将水泥强度划分若干个强度等级,水泥石强度的影响因素,水泥石强度来自水化物颗粒间的相互作用力次价键力在整个表面积上的积分和； 水泥石内部水化物颗粒的表面积很大，因此，理论强度大于600MPa； 影响水泥石强度的关

28、键因素是孔隙率P： Powerss公式：k(1-P3) 影响孔隙率的因素均影响水泥石的强度 水灰比 水灰比越大，孔隙率越大，强度越低 水泥组成：熟料矿物、混合材 养护条件：温度、湿度、龄期 水泥细度：水泥颗粒越细，强度发展越快,水泥石强度与孔隙率的关系,水泥熟料矿物组成对强度的影响,水泥品种对强度的影响,水泥细度对强度的影响,概念： 水泥的水化是放热反应，放出的热量就是水化热。 放热特征： 水泥放热过程可持续很长时间，但大部分在3d内释放。 水化热的益处与危害： 水化热有利于水泥的快硬，尤其是在冬天施工，但如果水化热发散不均匀，容易在混凝土中引起裂缝，尤其是大体积混凝土，更是如此。 水化热和放

29、热速度的影响因素： 水泥矿物组成 水泥细度,7. 水化热,密度 3.053.20，混凝土配合比计算时，一般取3.10。 堆积密度 10001600kg/m3，在工地计算水泥仓库时，一般取1300 kg/m3 。 密度的测量方法 排液法，用煤油作为测量液体。,8. 密度和堆积密度,硅酸盐水泥技术标准小结,水泥质量的判定,技术性质 不符合要求 细 度 不合格品 凝结时间 （初凝）废品 （终凝）不合格品 体积安定性 废 品 强 度 不合格品或降低等级 不溶物和烧失量 不合格品,Back,3.1.4 水泥石的腐蚀与防止,基本概念： 在使用环境中，硅酸盐水泥石受某些腐蚀性介质的作用，其组成和结构会逐渐发

30、生变化或受到损害，导致性能改变、强度下降等。水泥石抵抗这种作用、而保持不变的能力称为其耐腐蚀性。,导致水泥石腐蚀性破坏的原因,外因： 环境中的腐蚀性介质，如：软水；酸、碱、盐的水溶液等。 内因： 水泥石内存在原始裂缝和孔隙，为腐蚀性介质侵入提供了通道； 水泥石内有在某些腐蚀性介质下不稳定的组分，如：Ca(OH)2，水化铝酸钙等； 腐蚀与毛细孔通道的共同作用 加剧水泥石结构的破坏。,3.1.4 水泥石的腐蚀与防止,3.1.4 水泥石的腐蚀与防止,软水侵蚀 盐类腐蚀 a.硫酸盐腐蚀 b.镁盐腐蚀 酸类腐蚀 a.碳酸性腐蚀 b.一般酸腐蚀 强碱腐蚀,水泥石的腐蚀,软水侵蚀,Ca2,Ca2,Ca(OH

31、)2,Ca2,Ca2,流水,结果： 表面Ca2的流失导致结构疏松，在流水作用下腐蚀进一步加剧。,压力水？,砼,3.1.4 水泥石的腐蚀与防止,软水侵蚀（溶出性侵蚀）,机理： 当水泥石处在软水中，软水能使水泥石中的Ca(OH)2溶解，并溶出水泥石，留下孔隙； 另一方面，水泥石中游离的钙离子的减少，使钙离子的浓度低于水化物的溶度积，导致水化物分解、溶失和转变，产生大量孔隙。尤其是处于压力水或流水条件下，腐蚀越快。 破坏形式： 水化物的分解、溶失，造成水泥石密实度下降，孔缝增多、强度降低，直至整体破坏。,盐类腐蚀,硫酸盐的腐蚀 腐蚀机理： 硫酸盐与水泥石中的氢氧化钙反应，生成硫酸钙。硫酸钙再与水泥石

32、中未水化的铝酸钙反应，生成钙矾石，其体积增加2.22倍，引起水泥石的破坏。 当硫酸钙浓度高时，他们可直接结晶，造成膨胀压力，引起破坏。 镁盐的腐蚀 腐蚀机理： 主要是硫酸镁和氯化镁，他们与氢氧化钙反应，生成氢氧化镁和硫酸钙或氯化钙，造成双重腐蚀作用。,钙矾石,水泥石受硫酸盐侵蚀后，内部形成膨胀性结晶产物,水泥石受硫酸盐侵蚀后，因膨胀性结晶产物引起的开裂,酸类腐蚀,腐蚀机理： 水泥石中的水化物都是碱性化合物，与碳酸、盐酸、硫酸、醋酸、蚁酸等酸反应生成可溶性盐。 另一方面，氢氧化钙浓度的降低，会导致水泥石中其它水化物的分解，使腐蚀作用加剧。 破坏形式： 溶失性破坏，组成与结构发生很大改变。,水泥石

33、受酸腐蚀后，表面溶失、脱落,水泥石的腐蚀,碳酸性腐蚀,砼,CO2,H2O,CO2,H2O,Ca2,现象： 碱度下降 结构收缩,结果： 防腐减弱 应力裂纹,碳化,水泥石的腐蚀,一般酸腐蚀,砼,H2SO4,HCl,Ca2,石膏,C3AH6,AFt,Ca2,可溶CaCl2,强碱腐蚀,腐蚀机理：氢氧化钠、氢氧化钾等强碱可与水泥石中的铝酸钙矿物或水化物反应，生成可溶性铝酸盐。当介质中强碱浓度较高时，会造成水泥石的严重破坏。,根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种。 提高水泥石的密实度 表面加保护层。,3.1.4 水泥石的腐蚀与防止,软水侵蚀 盐类腐蚀 a.硫酸盐腐蚀 b.镁盐腐蚀 酸类腐蚀 a.碳酸性腐蚀 b.一