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短时间内会放出大量水化热

2021-01-29 09:28 作者:美高美官网 点击:

  抗硫酸盐水泥有什么特点? 抗硫酸盐水泥有什么特点? 与一般硅酸盐水泥相比,抗硫酸盐硅酸盐水泥的铝酸三钙(C3A)含量受到限制,标准(GB 748-2005 抗硫酸盐硅酸盐水泥)规定:中抗硫酸盐水泥的 C3A 含量不得超过5%,高抗硫 酸盐水泥的 C3A 含量不得超过3%。因为,C3A 本身及其水化产物最容易被硫酸盐侵蚀。此 外,硅酸钙矿物水化产生的氢氧化钙,也容易与硫酸盐反应而受到侵蚀。 抗硫酸盐水泥是硅酸盐水泥系列的一个品种。 顾名思义, 就是这种水泥必须具备一定的抵抗 硫酸盐侵蚀能力。有专门标准试验方法进行测试,我国的标准方法为 GB/T 749-2008 ‘水泥 抗硫酸盐侵蚀试验方法’。 硅酸盐水泥中,最容易受到硫酸盐侵蚀的水化产物来源于水泥 矿物铝酸三钙(C3A), 因此抗硫酸盐水泥主要限制水泥中 C3A 的含量, 其次也限制硅酸三钙 (C3S)含量。 在我国的水泥标准 GB 748-2005‘抗硫酸盐硅酸盐水泥’规定: 中抗硫酸盐水泥: C3A 含量<5.0%,C3S 含量<55.0% 高抗硫酸盐水泥:C3A 含量<3.0%,C3S 含量< 50.0% 普通硅酸盐水泥,C3A 含量往往超过8%,C3S 含量超过55% 为什么选用含有硅酸三钙、 铝酸三钙少的水泥, 可以减少水泥石的腐蚀 的腐蚀? 为什么选用含有硅酸三钙、铝酸三钙少的水泥,可以减少水泥石的腐蚀?为什么没说硅 酸二钙? 酸二钙? 水泥石腐蚀的研究较多不能详细给予解释,这里只是做个大概的说明。 腐蚀种类: (一)水化物氢氧化钙 Ca(OH)2的溶失 1、溶析性侵蚀 溶析性侵蚀又称淡水侵蚀或溶出侵蚀, 是指硬化水泥石中的水化产物被淡水溶解并带走的一 种侵蚀现象。在水泥石的各种水化物中,Ca(OH)2溶解度最大,在淡水中会首先被溶出。当 水量不多,或在静水、无压的情况下,水中 Ca(OH)2浓度很快达到饱和程度,溶出作用也 就中止。但在大量或流动的水中,水流会不断地将 Ca(OH)2溶出并带走。 2、镁盐侵蚀 在海水、地下水或矿泉水中,常含有较多的镁盐,一般以氯化镁、硫酸镁形态存在。镁盐与 水泥石中的氢氧化钙起置换作用,生成松软且胶凝性不高的氢氧化镁。 3、碳酸侵蚀 在工业污水或地下水中常溶解有较多的二氧化碳(CO2),CO2与水泥石中的氢氧化钙 Ca(OH)2作用,可生成碳酸钙(CaCO3),CaCO3再与水中的碳酸作用,生成可溶的重碳酸 钙 Ca(HCO3)2而溶失。 氢氧化钙的大量溶失,不仅使水泥石的密度和强度降低,而且导致水泥石的碱度降低,随之 将引起水化硅酸钙(CSH)和水化铝酸钙的不断分解,水泥石内部不断受到破坏,强度不断降 低,最终将会引起整个混凝土结构物的破坏。 (二)硫酸盐侵蚀 硫酸盐先与水泥石中的氢氧化钙作用生成硫酸钙,即二水石膏(CaSO4·2H2O),这种生成物 再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矶石,其体积约为原来的水化铝酸钙体积的2.5倍, 从而使硬化水泥石中的固相体积增加很多, 产生相当大的结晶压力, 造成水泥石开裂甚至毁 坏。 (三)强酸与强碱的腐蚀 1、酸 酸类离解出来的 H+离子和酸根 R-离子, 分别与水泥石中 Ca(OH)2的 OH-和 Ca2+结合成水 和钙盐。 2H++2OH-=2H2O Ca2++2R-=CaR2 碳酸腐蚀 在工业污水、 地下水中常溶解有较多的二氧化碳, 这种水对水泥石的腐蚀作用是通过下面方 式进行的: 开始时二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用生成碳酸钙: Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3+2H2O 生成的碳酸钙再与含碳酸的水作用转变成重碳酸钙,是可逆反应: CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2 生成的重碳酸钙易溶于水。当水中含有较多的碳酸,并超过平衡浓度,则上式反应向右进 行。因此水泥石中的氢氧化钙,通过转变为易溶的重碳酸钙而溶失。氢氧化钙浓度降低,还 会导致水泥石中其他水化物的分解,使腐蚀作用进一步加剧。 一般酸的腐蚀 在工业废水、地下水、沼泽水中常含无机酸和有机酸,工业窑炉中的烟气常含有氧化硫,遇 水后即生成亚硫酸。 各种酸类对水泥石都有不同程度的腐蚀作用。 它们与水泥石中的氢氧化 钙作用后生成的化合物, 或者易溶于水, 或者体积膨胀, 在水泥石内造成内应力而导致破坏。 腐蚀作用最快的是无机酸中的盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸和有机酸中的醋酸、蚁酸和乳酸。 例如,盐酸与水泥石中的氢氧化钙作用: 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O 生成的氯化钙易溶于水。 硫酸与水泥石中的氢氧化钙作用: H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4·2H2O 生成的二水石膏或者直接在水泥石孔隙中结晶产生膨胀, 或者再与水泥石中的水化铝酸钙作 用,生成高硫型水化硫铝酸钙,其破坏性更大。 2、碱 碱类溶液如浓度不大时一般是无害的。 但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱 (如氢氧化 钠)作用后也会破坏。氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸盐作用,生成易溶的铝酸钠: 3CaO.Al2O3+6NaOH=3Na2O.Al2O3+3Ca(OH)2 当水泥石被氢氧化钠浸透后又在空气中干燥,与空气中的二氧化碳作用而生成碳酸钠: 2NaOH+CO2= Na2CO3+H2O 碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉积,而使水泥石胀裂。 NaOH+CO2+H2O→Na2CO3.10H2O 从以上情况可以得出腐蚀的原因有如下三种 1、水泥石中存在有引起腐蚀的组分氢氧化钙和水化铝酸钙。 2、水泥石本身不密实,有很多毛细孔通道,侵蚀介质易于进入其内部。 3、腐蚀与通道相互作用。 根据以上分析可知, 引起水泥石腐蚀的主要内因是水泥石中含有相当数量氢氧化钙, 以及一 定数量的水化铝酸钙(C3A 的水化产物)。 水泥石中的各种孔隙及孔隙通道使得外界侵蚀性介 质易于侵入。由于 C3S 和 C3A 水化反应较快,短时间内会放出大量水化热,导致水泥石各 部分温度差异大,易于产生裂缝导致外界侵蚀,同时由于 C3S 产生的 Ca(OH)2比 C2S 多, 更加容易导致水泥石腐蚀。所以 C3S 和 C3A 含量较多的水泥更易于腐蚀

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