建筑材料水泥石的腐蝕與防止措施

張冬梅

（長江工程職業技術學院， 湖北 武漢 430212）

硅酸鹽水泥石硬化后是一種耐久性很好的建筑材料，但是如果處在了有腐蝕性介質的環境中，硅酸鹽水泥石的耐久性就會變差，它的結構會受到破壞，導致它不能很好的使用，影響結構的耐久性。所以，我們必須了解硅酸鹽水泥石在什么環境下容易遭受腐蝕以及采取什么措施來防止它的腐蝕。本文主要分析了水泥石腐蝕的類型，水泥石腐蝕的原因及水泥石腐蝕的防止措施。

1 硅酸鹽水泥石的腐蝕

水泥石的腐蝕是指硬化后的水泥石在外界侵蝕性介質的作用下，其中侵蝕性介質包括酸、堿、鹽、軟水或其他物質等，使結構遭受破壞，強度有明顯降低，甚至完全破壞的現象。

2 硅酸鹽水泥石腐蝕的種類

主要有軟水腐蝕、鹽類腐蝕（硫酸鹽腐蝕、鎂鹽腐蝕）、酸類腐蝕（一般酸腐蝕、碳酸腐蝕）、強堿腐蝕等幾種，下面分別進行介紹。

2.1 軟水腐蝕

軟水指水中重碳酸鹽含量較小的水，硅酸鹽水泥石在這樣的水中使用的時候會造成腐蝕。若水泥石處在靜水或者無壓力的水中，水化產物氫氧化鈣有一定的溶解度，但溶解得較少，僅限于表層，對水泥石結構的危害不大。但是如果在流動的水中或有壓力的水中，溶解的氫氧化鈣就會被流動的水帶走，溶解一部分帶走一部分，那么原來氫氧化鈣所占的地方就慢慢地變成了孔隙。因為氫氧化鈣的不斷被溶出并帶走，孔隙不斷增大，同時又因為氫氧化鈣逐漸被溶解，水泥石堿度就會降低，堿度降低會帶來不利的影響，水泥石中的其他水化產物在低堿環境下會發生分解與溶蝕，從而導致水泥石結構破壞。

2.2 鹽類腐蝕

主要指硫酸鹽和鎂鹽，這兩種鹽一般存在于海水、地下水、沼澤水或工業廢水中，下面來看一下這兩種鹽是怎樣腐蝕水泥石的。

1）硫酸鹽腐蝕

硫酸鹽類如硫酸鎂、硫酸鈉及硫酸鈣等，它們也會破壞水泥石結構。原因是硫酸鹽和水泥石中的氫氧化鈣反應會生成硫酸鈣，這種生成物和水泥石中的水化鋁酸鈣反應會生成水化硫鋁酸鈣，體積增大，在水泥石中產生很大的內應力，使水泥石結構開裂。

2）鎂鹽腐蝕

以氯化鎂為例，氯化鎂和氫氧化鈣反應，則會生成氯化鈣和氫氧化鎂。

MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2

氯化鈣易溶于水，氫氧化鎂是松軟無膠結能力的，它們會使硅酸鹽水泥石強度下降。同時因氫氧化鈣轉變為氫氧化鎂，氫氧化鎂的堿度比氫氧化鈣低，這樣就會降低水泥石中的堿度，水泥石中的堿度降低，又會使其他的水化產物發生分解，導致水泥石結構破壞。所以，鎂鹽的腐蝕一般稱為雙重腐蝕，比單一腐蝕更加嚴重。

2.3 酸類腐蝕

1）一般酸腐蝕

在某些工業廢水、沼澤水和地下水中，常會含有一些酸，如鹽酸、硫酸等。因水泥石中含有氫氧化鈣呈堿性，當水泥石遇到酸以后，酸堿會發生反應，酸的濃度越高，水泥石腐蝕就越嚴重。例如鹽酸和氫氧化鈣反應生成的氯化鈣易溶于水；硫酸和氫氧化鈣反應生成的二水石膏易結晶膨脹，都會造成水泥石結構破壞。

2）碳酸腐蝕

在地下水和工業廢水中常含有二氧化碳，二氧化碳和水泥石中的氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水。

Ca(OH)2+CO2+H2O =CaCO3+2H2O

若反應只進行到這里，對水泥石還是比較有利的，因為碳酸鈣是一個幾乎不溶于水的物質，它沉積在水泥石中的孔隙中起密實作用，可阻止環境水的繼續侵入，又會阻止氫氧化鈣往外溶出，這樣對水泥石反而有保護作用，這是二氧化碳濃度小的時候。但當環境水中二氧化碳的濃度比較大時，所生成的碳酸鈣會繼續和二氧化碳反應生成碳酸氫鈣。

CaCO3+CO2+H2O = Ca(HCO3)2

碳酸氫鈣和碳酸鈣是兩種不同的物質，碳酸鈣幾乎不溶于水，而碳酸氫鈣易溶于水。這個反應一般是可逆的，但當這些水中的二氧化碳濃度較大時，這個反應是向右進行的，氫氧化鈣先變成碳酸鈣，然后碳酸鈣又變成碳酸氫鈣，成為易溶的物質，它溶出以后，水泥石內部孔隙就會增加，水泥石強度就會下降。同時因為氫氧化鈣被消耗掉了，堿度就降低了，其他水化產物因堿度降低也不能穩定存在而發生分解，從而導致水泥石結構破壞。

2.4 強堿的腐蝕

硅酸鹽水泥石呈堿性，若遇到弱堿，一般不會被腐蝕，但若遇到強堿，也會發生腐蝕。

3 水泥石腐蝕的原因

3.1 內因

1）水泥石中有易受腐蝕的成分氫氧化鈣和水化鋁酸鈣。

2）水泥石中有孔隙，腐蝕性介質能進入其內部。

3.2 外因

環境中有腐蝕性介質，如軟水、酸、堿、鹽等。

4 水泥石腐蝕的防止措施

4.1 合理選擇水泥品種

從以上分析可知，水泥石遭受腐蝕的主要原因之一是水泥石中含有水化產物氫氧化鈣等，如果這些成分含量越多，它造成的破壞也就越嚴重。因此，為了防止腐蝕或減輕腐蝕，就要想辦法減少水泥石中氫氧化鈣的含量。所以合理選用水泥品種，使水泥熟料減少，水化產物中氫氧化鈣的含量也就減少了，例如選擇摻有混合材料的水泥。

4.2 提高水泥石的密實度

水泥石不是絕對的密實，它內部有孔隙存在，因為在攪拌水泥漿的時候，為了使水泥漿有較好的流動性，加的水較多，而不是剛好夠水泥水化的水，多余的水蒸發以后就形成了孔隙，使水泥石密實度降低，腐蝕介質容易進入其內部。所以，要想辦法提高水泥石的密實度，降低孔隙率，例如可以摻入外加劑，改善施工方法，選擇級配良好的骨料。

4.3 在水泥石表面做保護層

針對環境中有腐蝕性介質的問題，可以將腐蝕性介質與水泥石隔開，防止腐蝕性介質和水泥石直接接觸。隔絕的辦法就是在水泥石的表面做保護層，如用玻璃、瀝青、塑料等覆蓋在水泥石的表面，把水泥石和腐蝕性介質隔開，從而保護水泥石不遭受腐蝕。

5 結束語

綜上所述，硅酸鹽水泥石腐蝕的種類主要有軟水腐蝕、鹽類腐蝕、酸類腐蝕、強堿腐蝕等幾種，為了保證水泥石的耐久性，針對腐蝕的原因，我們要采取一些適當的措施來防止水泥石的腐蝕，以保證建筑物經久耐用。