毕业论文课题相关文献综述

文献综述

1、课题背景

我国[1]在20世纪50年代初开始了混凝土腐蚀方面的研究，主要进行了抗硫酸盐侵蚀的试验方法和破坏机理，化学腐蚀中硫酸盐侵蚀是一项重要因素，在实际中硫酸盐侵蚀环境较为普遍存在，尤其是沿海地区、内陆盐湖、地下水、酸雨土壤中都存在着硫酸根离子，是混凝土溶蚀破坏的主要原因。而在硫酸盐侵蚀过程中往往伴随着其他因素作用，比如干湿交替和碳化，因此，对于这种复合作用就有必要对其进行分析研究。

2、混凝土的碳化机理

混凝土碳化[2]是指空气中的CO2气体与混凝土中液相的Ca(OH)2作用，生成CaCO3和H2O的中性化过程，此外，水化硅酸钙以及未水化的硅酸三钙和硅酸二钙也要消耗CO2气体。碳化改变了混凝土的化学成分和组织结构，对混凝土的化学性能和物理力学性能有明显的影响。

在大气环境下，CO2与混凝土中的碱性物质的反应是一个很复杂的物理化学过程。水泥水化后的产物为氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙等，其稳定存在的pH值分别为：12.23、10.4、11.43、10.17。混凝土的孔隙水为氢氧化钙饱和液，其pH值约为12~13，呈强碱性。在[3]水泥水化过程中，由于化学收缩，自由水蒸发等诸多原因，在混凝土内部形成了许多大小各异的孔隙，大气中的二氧化碳便通过这些孔隙向混凝土内部扩散，并在水的参与下形成碳酸。碳酸与水泥水化过程中产生的可碳化物质发生反应，生成碳酸钙和其他物质。由于碳化作用，氢氧化钙变成了碳酸钙，水泥石的原有强碱性逐渐降低，pH值降至8.5左右，称这种现象为中性化。国内外研究[4]表明，对于混凝土中的钢筋，存在两个临界pH值，其一是pH=9.88，这时钢筋表面的钝化膜开始生成，或者说低于此临界值时钢筋表面不可能有钝化膜的存在，即完全处于活化状态；其二是pH=11.5，这时钢筋表面才能形成完整的钝化膜，或者说低于此临界值时钢筋表面的钝化膜仍是不稳定的。因此，要使混凝土中的钢筋不锈蚀，则混凝土的pH值必须大于11.5。

2、混凝土硫酸盐侵蚀机理

硫酸盐侵蚀[5]是一个复杂的物理化学过程，它是典型的膨胀性腐蚀。以硫酸钠为例，当硫酸根离子的浓度较低时，主要膨胀性产物为钙矾石（3CaOAl2O33CaSO431H2O)，它主要是硫酸盐与铝酸三钙C3A的水化产物水化铝酸钙（4CaOAl2O313H2O）及水化单硫铝酸钙(3CaOAl2O3CaSO412H2O)反应生成。

随着干湿循环次数的进一步增加，混凝土内部所积累的硫酸盐会与混凝土中的水泥水化产物发生反应，生成钙矾石、石膏等膨胀型腐蚀产物，当内部孔隙难以包裹日益增加的腐蚀产物，产生的结晶压力超过混凝土的极限抗拉强度时，内部微裂缝等缺陷产生，相对动弹模和强度急剧下降，从而使混凝土的耐久性急剧下降。

3、干湿循环对混凝土硫酸盐侵蚀的影响