建筑材料水泥石的腐蚀与防止措施探讨

张东升

安徽海螺建材设计研究院有限责任公司 安徽省芜湖市 241070

摘要：如今，我国建筑工程项目数量不断增加，水泥石作为建筑材料在建筑工程项目中的运用十分广泛。然而，随着外界环境因素的影响，水泥石较为容易受到腐蚀，不利于建筑工程的安全。为此，本文简要分析了水泥石材料的基本特性，同时分析导致建材水泥石受到侵蚀的主要原因，并提出合理选择水泥石类型以及加提升泥石密度等具体方式，以期有效避免建材水泥石受腐蚀，保证建筑工程的安全性。

关键词：建材；水泥石；腐蚀；防止措施

引言

目前，国内工程项目总量持续增加，水泥石作为常见的施工材料，也得到十分广泛的运用。硅酸盐水泥石一旦硬化，便可拥有理想的耐久度，是一种性能十分理想的建材^[1]。然而，若是将其置于存在腐蚀性介质区域内，硅酸盐水泥石容易受到腐蚀，强度自然随之降低，其内部结构也将重组，耐久度大幅降低，可能影响建筑物整体的耐久度。故而，建筑施工单位应明确水泥石受到腐蚀的根本原因，同时通过有效的防止措施予以处理。

一、水泥石特性

水泥石的核心成分包括胶凝体、毛细孔以及颗粒的内核，属于非均质的建筑材料。水泥石内部通产分布了大量的空隙，拥有较为理想的机械强度。如今，施工单位普遍通过强度以及耐久度的判断水泥石质量如何^[2]。水泥石的耐久度通常体现在其对低温环境的承受能力，抵抗渗透的能力以及抵抗环境腐蚀的能力。水泥石自身工程性质的优劣由其内部结构所决定，即水化物原本的类型，同时也受到空隙外形、体积与位置的影响。水化物的种类则由所用水泥类型所决定，其相对含量需要结合水化程情况予以计算。水泥石的水量与石灰量占比一致的情况下，水化程度相对较高，水泥石内尚未水化水泥及水泥之中的空间将大幅缩减。而结构也将随之改变，可以有效加强水泥石的强度。相反，如果水泥石水化程度一致，则水灰比例将显著增长，毛细孔的比例也将相应增长。故而，水泥石自身耐久度以及强度将随之不断得到强化。

二、水泥石腐蚀常见原因

（一）酸类物质侵蚀

酸类腐蚀属于水泥腐蚀较为常见的一种原因，通常情况下，酸类物质对水泥石的腐蚀可分为如下几种类型：

第一，常规性腐蚀。地球的水环境内通常含有一定程度的酸类物质，酸类物质可以分为有机酸与无机酸两种^[3]。而上述物质的存在都将对水泥石产生一定的腐蚀影响，而两者产生腐蚀反应的基本机制如下，水泥石内包含的氢氧化钙与酸类物质接触，即出现化学反应，进而造成反应物的体积大幅增加，诱发水泥石结构外形改变。其中又以有机酸内的盐酸、硫酸以及硝酸，和水泥石产生的反应最为强烈，换言之即以上三种物质对水泥石的腐蚀最为严重。该反应所产生的氧化钙在水中具有易溶性，这就使得腐蚀更为严重。

第二，碳酸侵蚀。建筑工程所使用的水源之中普遍二氧化碳的含量相对较高，在和自然水相融之后即可碳化为水，而这种水能够和水泥石产生化学反应。碳酸钙反应前期的溶解性并不强，当遭受碳酸液的腐蚀之后，将出现碳酸钙和碳酸水发生化学反应的现象。而这种反应具有可逆性，即如果水内部的二氧化碳含量较高，便会产生水泥石密度的改变，水泥石密度将随之降低，进而令结构紧密度下降，强度减弱，引发严重的水泥石腐蚀现象，影响建筑物整体质量。

（二）盐类物质的侵蚀

腐蚀水泥石的盐类物质一般以硫酸盐、氯盐与镁盐为主。通常情况下，湖水、工业污水以及沼泽水内均包含不同程度的钾、钠等硫酸盐，上述物质可以和水泥石内的氢氧化钙产生置换反应，进而出现硫酸钙^[4]。之后，硫酸钙将和水泥石内包含的水化硫铝酸形成反应，从而生成高硫型水化硫铝酸钙。该物质被称之为水泥杆菌，其中包含了多样的结晶水，将形成较强的膨胀应力，令水泥石的稳定性受到严重的损害。如果硫酸盐浓度达到较高的数值，将在水泥石空隙内结晶反映，形成二水石膏，诱发水泥石腐蚀现象。

此外，地下水以及海水之中，通常都含有氯化镁以及硫酸镁，其均能够和水泥石内氯化钙产生置换反应，进而形成氢氧化镁。氯化钙在置于水中有较强的易溶性，可能导致硫酸盐受到破坏。故而，镁盐腐蚀属于一种双重性腐蚀，对水泥石所产生的损害十分严重。

（三）强碱性物质腐蚀

硅酸盐水泥化之后普遍成为一种碱性的物质，如果处于强碱的环境中，在短期内即产生明显的化学反应，形成大量可以在水中溶解硫酸钠。如果水泥石与氢氧化钙之间产生反应，此时将其置于干燥的区域，水泥石内的碳酸钠即会产生膨胀现象，最后造成水泥石裂开^[5]。通常情况下，水泥石腐蚀普遍是受到多项外部因素共同影响下所产生的结果，毕竟水泥石原本就是一个较为复杂的物理反应和化学反应相结合的物质。总体而言，诱发水泥石腐蚀现象的主要原因可以区分为内部因素与外部因素。所谓外部因素即源自外部侵蚀介质的影响，内部因素则是因为其包含的水化氯酸钙和氢氧化钙之间产生腐蚀反应。

（四）软水的侵蚀

软水腐蚀也可称之为溶出性腐蚀，其不仅能够加速水泥水化形成物在氢氧化钙内的溶解，同时可以影响水泥石强度。一旦水化产物和水产生化学反应，导致氢氧化钙迅速溶解排出。水泥石受到流水的冲击后，氢氧化钙遭到不断的溶解与排出，尤其是水泥石自身拥有较强的渗透性能，不仅可以产生渗透反应，同时可以溶出氢氧化钙，进而影响水泥石的硬度。

三、水泥石腐蚀防止措施

（一）合理选用水泥石类型

水泥石自身含有的氢氧化钙以及水化硫酸钙都是诱发腐蚀现象最为关键的因素。所以，在实际建筑施工期间，使用单位需要结合当地的水文条件，选用更为合适的水泥石，例如选择无法轻易和外界水环境产生化学反应的水泥石，以此保证水泥石的质量。例如，建筑工程处在硫酸盐含量较高的环境之中，便可尝试应用铝酸三钙占比较低的水泥石作为施工材料，以此保证建筑工程整体安全性。另外，施工单位可以尝试在硅酸水泥熟料内添加部分人工或是天然矿物材料，也可达到提高水泥石抗腐蚀能力的目的。

（二）提高水泥石的密度

水泥石之中分布大量的孔隙以及毛细管，是造成水泥石受到腐蚀的主要原因之一。故而，施工单位通过合理科学的加工技术提高水泥石的密度，也可达到提高水泥石抗腐蚀性的效果。例如施工单位可以对水泥石进行振动处理，使其成型，也可予以强制性的搅拌加工，或是掺入部分添加剂，最大限度降低水灰比例，实现对水泥石的夯实，以此消除水泥石内的毛细管以及孔隙，使得水泥石的耐腐蚀性得到明显的提升。

（三）设立保护层

如果水泥石腐蚀情况较为严重，施工单位可在水泥石表面设立一层保护层，以此提高水泥石抗腐蚀性。较为常见的保护层材料有耐酸性较为理想的陶瓷、石料、沥青以及玻璃等。以上述材料制作而成的保护层拥有理想的抗腐蚀性能，实现对水泥石的保护。

结束语

水泥石作为工程项目常用材料，其质量与工程质量密切相关。为此，施工单位应明确水泥石使用过程中主要受到的腐蚀类型，通过设立保护层、提高水泥石密度等方式，提高水泥石的抗腐蚀能力，从而提高施工整体质量。

参考文献

[1] 张冬梅. 建筑材料水泥石的腐蚀与防止措施[J]. 四川水泥, 2019(8).

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[5] 金惠玲, 孙振平, 庞敏,等. 水泥基材料酸腐蚀破坏现象及提高耐酸腐蚀性的措施[J]. 混凝土世界, 2020(4):44-52.