碳酸性侵蝕

碳酸性侵蝕主要取決于水中侵蝕性CO₂的存在及其含量的多少。由于地下水中含有游離CO₂，當(dāng)其與碳酸鹽類物質(zhì)接觸時(shí)，便可發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：

CaCO₃ H₂O CO₂ → Ca² 2HCO₃^-

這是一個(gè)可逆反應(yīng)，當(dāng)水中有一定數(shù)量的HCO₃^-存在時(shí)，就必須有一定數(shù)量的溶解于水的CO₂與之平衡。溶解于水中的CO₂，稱為游離CO₂。如果游離CO₂的含量能使上述反應(yīng)式既不向左也不向右進(jìn)行，即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，這時(shí)的CO₂稱為平衡CO₂；如果水中的游離CO₂含量超過平衡CO₂時(shí)，上述反應(yīng)就要向右進(jìn)行，即當(dāng)遇到 CaCO₃物質(zhì)時(shí)，就要發(fā)生溶解，而使水中HCO₃增加，以趨達(dá)到新的反應(yīng)平衡。因此，水中超過平衡量的那一部分CO₂，其中要有一部分用于新增加的HCO₃^-的平衡，而另一部分CO₂則消耗于對碳酸鹽的溶解，這部分被消耗的CO₂稱為侵蝕性CO₂。地下水中有一定量的侵蝕性CO₂存在，水便具有了侵蝕性 。

（1）硫酸性侵蝕。當(dāng)硫酸根含量大的水滲入碳酸鹽類物質(zhì)或混凝土中時(shí)，可形成使碳酸鹽類物質(zhì)或混凝土膨脹和破壞的鹽類，從而產(chǎn)生硫酸性侵蝕。例如生成CaSO₄·2H₂O時(shí)，其體積增大一倍。因此可使混凝土構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)脹松而破壞。

（2）鎂化性侵蝕。水中含有大量鎂離子時(shí)，將產(chǎn)生鎂化性侵蝕。含有大量鎂鹽（如MgCl₂）的水，對水泥的破壞表現(xiàn)為MgCl₂與混凝土中結(jié)晶的Ca(OH)₂起交替反應(yīng)，結(jié)果形成Mg(OH)₂和易溶于水的CaCl₂而破壞混凝土。

此外，當(dāng)水中含有大量的O₂、H₂S，且pH值較低時(shí)，其對井下各種金屬設(shè)備，如水泵、金屬管道、鋼軌、支架、采掘機(jī)械等，有較強(qiáng)的腐蝕作用 。2100433B

地下水的侵蝕性主要指水對碳酸鹽類物質(zhì)(如石灰?guī)r、混凝土)的侵蝕能力。地下水的這種侵蝕可分為碳酸性侵蝕(分解性侵蝕)、硫酸性侵蝕(結(jié)晶性侵蝕)及鎂化性侵蝕 。

通常將水泥石受到的侵蝕分為3種基本類型：

①溶出性侵蝕，又稱軟水侵蝕。

②碳酸、無機(jī)酸及鎂鹽侵蝕。

③硫酸鹽侵蝕。

1．保證密實(shí)

密實(shí)是混凝土抗侵蝕的首要條件。密實(shí)的混凝土僅表而會(huì)被侵蝕，內(nèi)部仍保持完好或侵蝕程度大大降低。

保證混凝土密實(shí)應(yīng)限制水灰比；摻用能增加密實(shí)度的摻合料（如礦渣、粉煤灰）；充分振搗和養(yǎng)護(hù)，防止存在孔洞和發(fā)生裂縫。

2．選擇抗侵蝕的水泥

在介質(zhì)有侵蝕性情況下，應(yīng)針對侵蝕性質(zhì)選擇水泥。

溶出性侵蝕及一般的酸類侵蝕和硫酸鹽侵蝕，采用摻加較多活性混合材的礦渣硅酸鹽水泥或粉煤灰硅酸鹽水泥，不要采用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。因我國的火山灰質(zhì)混合材活性較低，也不宜采用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。

有硫酸鹽侵蝕時(shí)，應(yīng)采用鋁酸三鈣C₃A含量低的水泥；對于嚴(yán)重的硫酸鹽侵蝕，應(yīng)采用硫鋁酸鹽水泥或石膏礦渣水泥。

海工混凝土應(yīng)優(yōu)先選用粉煤灰硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥。

對于嚴(yán)重的其他侵蝕，則需進(jìn)行試驗(yàn)后，選擇專用的水泥。

3．摻加活性摻合料

活性摻合料能化合吸收水泥析出的氫氧化鈣，增加抵抗溶出性侵蝕及硫酸鹽類等侵蝕；中后期還會(huì)增加混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)度，電增加抗侵蝕性。

基本特征是：侵蝕性介質(zhì)與水泥石中的某些組分發(fā)生交換作用，生成易溶物質(zhì)或松軟無膠結(jié)力的物質(zhì)。