碳酸性侵蚀侵蚀原理

碳酸性侵蚀主要取决于水中侵蚀性CO₂的存在及其含量的多少。由于地下水中含有游离CO₂，当其与碳酸盐类物质接触时，便可发生下列化学反应：

CaCO₃ H₂O CO₂ → Ca² 2HCO₃^-

这是一个可逆反应，当水中有一定数量的HCO₃^-存在时，就必须有一定数量的溶解于水的CO₂与之平衡。溶解于水中的CO₂，称为游离CO₂。如果游离CO₂的含量能使上述反应式既不向左也不向右进行，即反应达到平衡状态，这时的CO₂称为平衡CO₂；如果水中的游离CO₂含量超过平衡CO₂时，上述反应就要向右进行，即当遇到 CaCO₃物质时，就要发生溶解，而使水中HCO₃增加，以趋达到新的反应平衡。因此，水中超过平衡量的那一部分CO₂，其中要有一部分用于新增加的HCO₃^-的平衡，而另一部分CO₂则消耗于对碳酸盐的溶解，这部分被消耗的CO₂称为侵蚀性CO₂。地下水中有一定量的侵蚀性CO₂存在，水便具有了侵蚀性 。

地下水的侵蚀性主要指水对碳酸盐类物质(如石灰岩、混凝土)的侵蚀能力。地下水的这种侵蚀可分为碳酸性侵蚀(分解性侵蚀)、硫酸性侵蚀(结晶性侵蚀)及镁化性侵蚀 。

（1）硫酸性侵蚀。当硫酸根含量大的水渗入碳酸盐类物质或混凝土中时，可形成使碳酸盐类物质或混凝土膨胀和破坏的盐类，从而产生硫酸性侵蚀。例如生成CaSO₄·2H₂O时，其体积增大一倍。因此可使混凝土构筑物结构胀松而破坏。

（2）镁化性侵蚀。水中含有大量镁离子时，将产生镁化性侵蚀。含有大量镁盐（如MgCl₂）的水，对水泥的破坏表现为MgCl₂与混凝土中结晶的Ca(OH)₂起交替反应，结果形成Mg(OH)₂和易溶于水的CaCl₂而破坏混凝土。

此外，当水中含有大量的O₂、H₂S，且pH值较低时，其对井下各种金属设备，如水泵、金属管道、钢轨、支架、采掘机械等，有较强的腐蚀作用 。2100433B

通常将水泥石受到的侵蚀分为3种基本类型：

①溶出性侵蚀，又称软水侵蚀。

②碳酸、无机酸及镁盐侵蚀。

③硫酸盐侵蚀。

1．保证密实

密实是混凝土抗侵蚀的首要条件。密实的混凝土仅表而会被侵蚀，内部仍保持完好或侵蚀程度大大降低。

保证混凝土密实应限制水灰比；掺用能增加密实度的掺合料（如矿渣、粉煤灰）；充分振捣和养护，防止存在孔洞和发生裂缝。

2．选择抗侵蚀的水泥

在介质有侵蚀性情况下，应针对侵蚀性质选择水泥。

溶出性侵蚀及一般的酸类侵蚀和硫酸盐侵蚀，采用掺加较多活性混合材的矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥，不要采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。因我国的火山灰质混合材活性较低，也不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。

有硫酸盐侵蚀时，应采用铝酸三钙C₃A含量低的水泥；对于严重的硫酸盐侵蚀，应采用硫铝酸盐水泥或石膏矿渣水泥。

海工混凝土应优先选用粉煤灰硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。

对于严重的其他侵蚀，则需进行试验后，选择专用的水泥。

3．掺加活性掺合料

活性掺合料能化合吸收水泥析出的氢氧化钙，增加抵抗溶出性侵蚀及硫酸盐类等侵蚀；中后期还会增加混凝土的强度和密实度，电增加抗侵蚀性。

基本特征是：侵蚀性介质与水泥石中的某些组分发生交换作用，生成易溶物质或松软无胶结力的物质。