混凝土发生硫酸盐腐蚀损坏的机理和反应类型有几种?

水泥基资料硫酸盐腐蚀损坏的本质是，环境水中的硫酸盐离子进入水泥石内部与一些固相组分发生化学反响，生成一些难溶的盐类矿藏而引起的。这些难溶的盐类矿藏一方面可构成钙矶石、石膏等胀大性产品而引起胀大、开裂、脱落和解体;另一方面也可使硬化水泥石中CH和C-S-H等组分溶出或分化，导致水泥基资料强度和黏结性能丢失。其反响类型一般有以下几种。

(1)钙矶石结晶型环境水中的SO2-与水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙反响生成水化硫铝酸钙(钙矶石，3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)。

钙矶石是溶解度极低的盐类矿藏，即便在石灰浓度很低的溶液中也能安稳存在。钙矶石晶体构成时固相肯定体积增大94%。一起，钙砚石从碱性溶液中结晶分出时，往往构成极端微细的针状或片状晶体，这些小晶体呈刺猬状分出并吸水胀大。钙矶石晶体长大造成的结晶压力和微细的针状或片状晶体的吸水胀大，在水泥石中发生很大的胀大内应力，引起水泥基资料胀大、开裂。

研究表明，这种胀大内应力的大小与钙矶石结晶生成的晶体大小和形貌有很大的关系。液相碱度低时，构成的钙砚石往往为大的板条状晶体，这种类型的钙矶石一般不带来有害的胀大;当液相碱度高时，如在纯硅酸盐水泥基资猜中，构成的钙矶石晶体一般为小的针状或片状，乃至呈凝胶状，这类钙矶石的吸附能力强，可发生很大的吸水胀大作用，构成极大的胀大应力。因此，合理控制液相的碱度是减轻钙砚石危害性胀大的有效途径之一[34]。

(2)石膏结晶型当腐蚀溶液的SO2-浓度大于1000mg/L、水泥石的毛细孔为饱和石灰溶液所填充时，不只要钙矶石晶体生成，而且还有石膏结晶分出：一方面生成的二水石膏晶体体积增大124%,发生很大的内应力，引起水泥基资料胀大、开裂;二是生成石膏的进程要耗费CH,也能导致强度的丢失和耐久性下降。

依据溶度积规则，只要当SO2-和Ca2+的溶度积大于或等于石膏的溶度积时，才会有石膏结晶分出。B.BKind等人研究后认为，当腐蚀溶液中SO2-浓度在1000mg/L以下时，只要钙矶石结晶构成;当SO2-浓度逐渐进步，开始平行地发生钙矶石-石膏复合结晶;当SO2-浓度非常高时，石膏结晶腐蚀才起主导作用。事实上，若水泥基资料处于干湿交替状态，即便环境溶液中SO2-浓度不高，也往往会因为水分的蒸发而使腐蚀液浓缩，石膏结晶腐蚀成为主导要素。

(3)MgSO4溶蚀-结晶型在所有硫酸盐腐蚀类型中，MgSO4是对水泥基资料腐蚀损坏性最大的一种，即便掺硅灰的混凝土也难以抵抗MgSO4的腐蚀。其原因主要是Mg2+和SO2-均为腐蚀源，两者彼此叠加，构成严峻的复合腐蚀。反响生成的石膏晶体或钙矶石晶体会引起水泥基资料体积胀大，发生内应力，一起反响将氢氧化钙转化成氢氧化镁，降低了水泥石体系的碱度，损坏了C-S-H水化产品安稳存在的条件，使C-S-H等水化产品分化，造成水泥基资料强度和黏结性的丢失。严峻的硫酸镁腐蚀乃至将水泥石变成完全没有胶结性能的糊状物。

(4)碱金属硫酸盐结晶型在硫酸钠腐蚀条件下，当水泥基资料孔隙中硫酸钠浓度足够高时，发生反响分出带有结晶水的盐类NSH10.发生极大的结晶压力，造成水泥基资料的破碎和分裂损坏。

(5)碳硫硅钙石溶蚀-结晶型碳硫硅钙石(thaumasite)作为一种矿藏早在20世纪60年代就被发现存在于受硫酸盐和碳酸盐共同腐蚀的水泥基资猜中，但长期以来并没有引起人们应有的注重。