建筑材料水泥石的腐蚀与防止措施

张冬梅

（长江工程职业技术学院， 湖北 武汉 430212）

硅酸盐水泥石硬化后是一种耐久性很好的建筑材料，但是如果处在了有腐蚀性介质的环境中，硅酸盐水泥石的耐久性就会变差，它的结构会受到破坏，导致它不能很好的使用，影响结构的耐久性。所以，我们必须了解硅酸盐水泥石在什么环境下容易遭受腐蚀以及采取什么措施来防止它的腐蚀。本文主要分析了水泥石腐蚀的类型，水泥石腐蚀的原因及水泥石腐蚀的防止措施。

1 硅酸盐水泥石的腐蚀

水泥石的腐蚀是指硬化后的水泥石在外界侵蚀性介质的作用下，其中侵蚀性介质包括酸、碱、盐、软水或其他物质等，使结构遭受破坏，强度有明显降低，甚至完全破坏的现象。

2 硅酸盐水泥石腐蚀的种类

主要有软水腐蚀、盐类腐蚀（硫酸盐腐蚀、镁盐腐蚀）、酸类腐蚀（一般酸腐蚀、碳酸腐蚀）、强碱腐蚀等几种，下面分别进行介绍。

2.1 软水腐蚀

软水指水中重碳酸盐含量较小的水，硅酸盐水泥石在这样的水中使用的时候会造成腐蚀。若水泥石处在静水或者无压力的水中，水化产物氢氧化钙有一定的溶解度，但溶解得较少，仅限于表层，对水泥石结构的危害不大。但是如果在流动的水中或有压力的水中，溶解的氢氧化钙就会被流动的水带走，溶解一部分带走一部分，那么原来氢氧化钙所占的地方就慢慢地变成了孔隙。因为氢氧化钙的不断被溶出并带走，孔隙不断增大，同时又因为氢氧化钙逐渐被溶解，水泥石碱度就会降低，碱度降低会带来不利的影响，水泥石中的其他水化产物在低碱环境下会发生分解与溶蚀，从而导致水泥石结构破坏。

2.2 盐类腐蚀

主要指硫酸盐和镁盐，这两种盐一般存在于海水、地下水、沼泽水或工业废水中，下面来看一下这两种盐是怎样腐蚀水泥石的。

1）硫酸盐腐蚀

硫酸盐类如硫酸镁、硫酸钠及硫酸钙等，它们也会破坏水泥石结构。原因是硫酸盐和水泥石中的氢氧化钙反应会生成硫酸钙，这种生成物和水泥石中的水化铝酸钙反应会生成水化硫铝酸钙，体积增大，在水泥石中产生很大的内应力，使水泥石结构开裂。

2）镁盐腐蚀

以氯化镁为例，氯化镁和氢氧化钙反应，则会生成氯化钙和氢氧化镁。

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

氯化钙易溶于水，氢氧化镁是松软无胶结能力的，它们会使硅酸盐水泥石强度下降。同时因氢氧化钙转变为氢氧化镁，氢氧化镁的碱度比氢氧化钙低，这样就会降低水泥石中的碱度，水泥石中的碱度降低，又会使其他的水化产物发生分解，导致水泥石结构破坏。所以，镁盐的腐蚀一般称为双重腐蚀，比单一腐蚀更加严重。

2.3 酸类腐蚀

1）一般酸腐蚀

在某些工业废水、沼泽水和地下水中，常会含有一些酸，如盐酸、硫酸等。因水泥石中含有氢氧化钙呈碱性，当水泥石遇到酸以后，酸碱会发生反应，酸的浓度越高，水泥石腐蚀就越严重。例如盐酸和氢氧化钙反应生成的氯化钙易溶于水；硫酸和氢氧化钙反应生成的二水石膏易结晶膨胀，都会造成水泥石结构破坏。

2）碳酸腐蚀

在地下水和工业废水中常含有二氧化碳，二氧化碳和水泥石中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水。

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

若反应只进行到这里，对水泥石还是比较有利的，因为碳酸钙是一个几乎不溶于水的物质，它沉积在水泥石中的孔隙中起密实作用，可阻止环境水的继续侵入，又会阻止氢氧化钙往外溶出，这样对水泥石反而有保护作用，这是二氧化碳浓度小的时候。但当环境水中二氧化碳的浓度比较大时，所生成的碳酸钙会继续和二氧化碳反应生成碳酸氢钙。

CaCO3+CO2+H2O = Ca(HCO3)2

碳酸氢钙和碳酸钙是两种不同的物质，碳酸钙几乎不溶于水，而碳酸氢钙易溶于水。这个反应一般是可逆的，但当这些水中的二氧化碳浓度较大时，这个反应是向右进行的，氢氧化钙先变成碳酸钙，然后碳酸钙又变成碳酸氢钙，成为易溶的物质，它溶出以后，水泥石内部孔隙就会增加，水泥石强度就会下降。同时因为氢氧化钙被消耗掉了，碱度就降低了，其他水化产物因碱度降低也不能稳定存在而发生分解，从而导致水泥石结构破坏。

2.4 强碱的腐蚀

硅酸盐水泥石呈碱性，若遇到弱碱，一般不会被腐蚀，但若遇到强碱，也会发生腐蚀。

3 水泥石腐蚀的原因

3.1 内因

1）水泥石中有易受腐蚀的成分氢氧化钙和水化铝酸钙。

2）水泥石中有孔隙，腐蚀性介质能进入其内部。

3.2 外因

环境中有腐蚀性介质，如软水、酸、碱、盐等。

4 水泥石腐蚀的防止措施

4.1 合理选择水泥品种

从以上分析可知，水泥石遭受腐蚀的主要原因之一是水泥石中含有水化产物氢氧化钙等，如果这些成分含量越多，它造成的破坏也就越严重。因此，为了防止腐蚀或减轻腐蚀，就要想办法减少水泥石中氢氧化钙的含量。所以合理选用水泥品种，使水泥熟料减少，水化产物中氢氧化钙的含量也就减少了，例如选择掺有混合材料的水泥。

4.2 提高水泥石的密实度

水泥石不是绝对的密实，它内部有孔隙存在，因为在搅拌水泥浆的时候，为了使水泥浆有较好的流动性，加的水较多，而不是刚好够水泥水化的水，多余的水蒸发以后就形成了孔隙，使水泥石密实度降低，腐蚀介质容易进入其内部。所以，要想办法提高水泥石的密实度，降低孔隙率，例如可以掺入外加剂，改善施工方法，选择级配良好的骨料。

4.3 在水泥石表面做保护层

针对环境中有腐蚀性介质的问题，可以将腐蚀性介质与水泥石隔开，防止腐蚀性介质和水泥石直接接触。隔绝的办法就是在水泥石的表面做保护层，如用玻璃、沥青、塑料等覆盖在水泥石的表面，把水泥石和腐蚀性介质隔开，从而保护水泥石不遭受腐蚀。

5 结束语

综上所述，硅酸盐水泥石腐蚀的种类主要有软水腐蚀、盐类腐蚀、酸类腐蚀、强碱腐蚀等几种，为了保证水泥石的耐久性，针对腐蚀的原因，我们要采取一些适当的措施来防止水泥石的腐蚀，以保证建筑物经久耐用。