寒冷地区某城市地下水和土质对建筑材料腐蚀性评价研究的必要性及案例分析

杨晓敏 万宵佑 侯东梁 周江统

摘 要 目前，随国内工业水平发展，土质微量元素的改变，地下水中已不再以单纯的H2O水分子组成，而是一种富含多种化学元素的混合物，对于地下管道输送及建筑材料的抗腐蚀性能尤为关键，因此为促进某城市的建设科技进步，提高整体建设科技水平，经基层科技人员积极收集整理资料，我们组织有关专家进行梳理和评估，提出该课题。经验或资料供勘察设计单位使用，对我们的建筑行业勘察有一劳永逸的效果。

关键词 城市地下水 建筑材料 腐蚀性评价 案例分析

中图分类号：TU192文献标识码：A

1规范规定

《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）强制性条文第4.1.11条和第14.3.2条要求，勘察工作应“判定水和土对建筑材料的腐蚀性”，勘察报告应包括“土和水对建筑材料的腐蚀性”的内容。该规范第12.1.1条同时规定：“当有足够经验或充分资料，认定工程场地及其附近的土或水（地下水或地表水）对建筑材料为微腐蚀时，可有取样试验进行腐蚀性评价。否则，应取水试样或土试样进行试验，……”。12.1.1条的条文说明指出：“本条中的‘有足够经验或充分资料，认定工程场地水或土对建筑材料为微腐蚀时，指的是有专门研究论证，并经地方主管部门组织审查认可，或地方规范规定，并非个别单位意见。”

2现状举例

寒冷地区的有关数据还比较欠缺，例如安阳市至今还没有一个这样的“经验”或“资料”供勘察设计单位使用，以至于造成勘察成本的增加和时间上的浪费。尤其是对地基土的腐蚀性评价，在已知对建筑材料为微腐蚀时，按经验进行评价确又显得依据足。

3具备资料

本文以中国典型寒冷气候新疆阿勒泰地区为例，该地区气候寒冷，土质含有多种金属等微量，暖气输送多为地下水管道，对于地下建筑施工有大量的经验，望给予各施工单位以作参考同时结合区域水文地质状况、区域工程地址状况、地下水腐蚀原理及标准、地下水和土质对建筑材料腐蚀性檢验内容，进行了分析和汇总。

4地下水腐蚀原理及标准

地下水一般都含有各种化学成分。当地下水中某种化学成分达到一定含量时，对混凝土等建筑材料就会产生腐蚀作用。例如当地水中含硫酸根离子多时，或H+浓度较高时，水就具有侵蚀性。含侵蚀性CO2的水能溶解混凝土中的钙质而使混凝土崩解。硫酸根与混凝土作用时能生成硫铝酸钙，这种化合物形成时体积要膨胀而使混凝土胀裂。

《岩土工程勘察规范》GB50021-2001中有详细评价标准，地勘报告一般都会按勘察规范对场地地下水的腐蚀性做出评价。地下水腐蚀性评价中，除根据并给出地下水中各主要离子与分子含量外，还有两个指标：总矿化度和 PH 值。总矿化度表示地下水总含盐量的多寡。PH 值表示地下水的酸碱程度： PH 值<5，属强酸性水;PH=5～7，属弱酸性水;PH=7 属中性水或称纯水;PH=7～9 属弱碱性水;PH>9 属强碱性水。

5地下水和土质对建筑材料腐蚀性检验内容

水和土腐蚀性的测试项目和试验方法应符合下列规定：

（1）水对混凝土结构腐蚀性的测试项目包括：pH值、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、侵蚀性CO2、游离CO2、NH4+、OH-、总矿化度;

（2）土对混凝土结构腐蚀性的测试项目包括：pH值、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-的易溶盐（土水比1：5）分析;

（3）土对钢结构的腐蚀性的测试项目包括：pH值、氧化还原电位、极化电流密度、电阻率、质量损失。

6结论

地下水的腐蚀性主要体现在对钢筋水泥土建筑的破坏上，因地下水的腐蚀区域多为地表以下建筑，所以地下水的腐蚀是潜移默化，不易发觉的，但是地下建筑的重要性是非常关键的，因此一经发现地下建筑被腐蚀所采取的补救措施是非常的困难，需耗费大量的人力物力。该城市市区系统的工程勘察工作已进行了五十多年，已积累了大量地下水对建筑材料腐蚀性评价的资料，和部分土对建筑材料腐蚀性评价的资料。已有资料表明，土在没有污染源（化工厂、印染厂、制药厂、酱菜厂等）的情况下对建筑材料为微腐蚀性;浅层地下水由于受人类活动的影响C-离子含量较高，使得分析其对建筑材料的腐蚀性分析评价比土要复杂一些，可能存在平面上的分区性和垂直方向上分带。深层次的工作由驻安各勘察单位的技术人员组成课题组，把各单位现有资料尽可能搜集上来，汇总后进行分析研究。对现有资料的不足之处进行取样补充试验。最终形成可作为地区经验使用的评价报告。

腐蚀性评价的资料，和部分土对建筑材料腐蚀性评价的资料。已有资料表明，土在没有污染源（化工厂、印染厂、制药厂、酱菜厂等）的情况下对建筑材料为微腐蚀性;浅层地下水由于受人类活动的影响C-离子含量较高，使得分析其对建筑材料的腐蚀性分析评价比土要复杂一些，可能存在平面上的分区性和垂直方向上分带。深层次的工作由驻安各勘察单位的技术人员组成课题组，把各单位现有资料尽可能搜集上来，汇总后进行分析研究。对现有资料的不足之处进行取样补充试验。最终形成可作为地区经验使用的评价报告。

参考文献

[1] 中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范GB50021-2001 [M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2] 丁金粟，虞石民，刘彦生.土力学及地基基础[M].北京：清华大学出版社，2015.

[3] 中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范（GB50021-2001）局部修订版[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.