[分享]中欧标准混凝土结构3类化学腐蚀环境等级化分对比

时间: 2020-07-29 11:03 阅读:

混凝土结构化学腐蚀环境,主要指硫酸盐、酸等化学物质对混凝土的腐蚀。

在常见的硫酸盐中,对混凝土腐蚀的严重程度从强到弱依次为硫酸镁、硫酸钠和硫酸钙。腐蚀性很强的硫酸盐还有硫酸铵,此时需单独考虑铵离子的作用,自然界中的硫酸铵不多见,但在长期施加化肥的土地中则需要注意。

硫酸盐对混凝土的化学腐蚀是发生两种化学反应:一是与混凝土中的水化铝酸钙反应形成硫铝酸钙即钙矾石;二是与混凝土中氢氧化钙结合形成硫酸钙(石膏),两种反应均会造成体积膨胀,使混凝土开裂。含有镁离子时,和Ca(oH)2反应, 生成疏松而无胶凝性的Mg(oH)2,降低混凝土的密实性和强度并加剧腐蚀。

硅酸盐水泥混凝土的抗酸腐蚀能力较差,如果水的pH值小于6,对抗渗性较差的混凝土就会造成损害。这里的酸包括除硫酸和碳酸以外的一般酸和酸性盐,如盐酸、硝酸等强酸和其他弱的无机、有机酸及其盐类。

酸对混凝土的腐蚀作用主要是与硅酸盐水泥水化产物中的氢氧化钙起反应,如果混凝土骨料是石灰石或白云石,酸也会与这些骨料起化学反应,反应的产物是水溶性的钙化物,其可以被水溶液浸出(草酸和磷酸形成的钙盐除外)。对于硫酸来说,还会形成硫酸盐造成硫酸盐腐蚀。

如果酸、盐溶液参达到钢筋表面,还会相起钢筋锈蚀,从而造成混凝土顺筋开裂和剥落。
01
中国标准
GB/T 50476《混凝土结构耐久性设计规范硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀,环境作用等级分为Ⅴ-C、Ⅴ-D、Ⅴ-E三个等级。
 
水、土中的硫酸盐和酸类物质对混凝土结构构件的环境作用等级可按表1确定。当有多种化学物质共同作用时,应取其中最高的作用等级作为设计的环境作用等级。如其中有两种及以上化学物质的作用等级相同且可能加重化学腐蚀时,其环境作用等级应再提高一级。
当混凝土结构构件处于干旱、高寒地区,其环境作用等级按表2确定。
中欧标准混凝土结构3类化学腐蚀环境等级化分对比_1
注: 1 表中与环境作用等级相应的硫酸根浓度,所对应的环境条件为非干旱高寒地区的干湿交替环境;当无干湿交替(长期浸没于地表或地下水中)时,可按表中的作用等级降低一级,但不得低于Ⅴ-C级。
2 当混凝土结构构件处于弱透水土体中时,土中硫酸根离子、水中镁离子、水中侵蚀性二氧化碳及水的pH值的作用等级可按相应的等级降低一级,但不低于Ⅴ-C级。
对弱透水土体的定量界定比较困难,一般认为其渗透系数小于10-5m/s0.86m/d
3 高水压条件下,应提高相应的环境作用等级。
中欧标准混凝土结构3类化学腐蚀环境等级化分对比_2
中国标准还规定:
污水管道、厩舍、化粪池等接触硫化氢气体或其他腐蚀性液体的混凝土结构构件,可将环境作用确定为Ⅴ-E,当作用程度较轻时也可按Ⅴ-D级确定。
02
欧洲标准
欧洲标准EN 206-1化学侵蚀暴露类别分为XA1、XA2、XA3三类,分别为轻侵蚀化学环境、中等侵蚀化学环境、高侵蚀化学环境,存在于天然土和地下水。
来自天然土和地下水的化学侵蚀暴露类别划分见表3
中欧标准混凝土结构3类化学腐蚀环境等级化分对比_3
03
小结
1)化学腐蚀环境作用等级中国标准分为三类,欧洲标准化学侵蚀暴露类别分为X分为三类。
2)大致对应关系为中国标准Ⅴ-C对应欧洲标准XA1,Ⅴ-D对应XA2;Ⅴ-E对应XA3.
3)中国标准土中硫酸根离子浓度,是在土样中加水溶出的浓度(水溶值)。而欧洲标准是采用盐酸提出(酸溶法)测定土中硫酸根离子浓度,欧洲标准指出,如果有当地经验,也可以采用水溶法。
4)中国标准给出干旱、高寒地区的环境作用等级判别标准,欧洲标准没有。
5)中欧标准均给出按照水中SO42-浓度、镁离子浓度、水中酸碱度、水中侵蚀性二氧化碳浓度进行环境作用等级(暴露等级)的判断,除镁离子浓度,其他界限取值不同。
6)中国标准没有给出按照水中NH4+浓度来判断环境作用等级,欧洲标准给出照水中NH4+浓度来判断暴露等级。
7)中国标准没有给出根据土壤酸度来判断环境作用等级,欧洲标准给出按Baumann Gully方法测定土壤酸度来判断暴露等级。但中国标准指出污水管道、厩舍、化粪池等接触硫化氢气体或其他腐蚀性液体的混凝土结构构件,可将环境作用确定为Ⅴ-E,当作用程度较轻时也可按Ⅴ-D级确定,没有酸等的定量限值。
8)中欧标准均把渗透性低于10-5 m/s的土定义为弱透水性土体。
9)中国标准表1中的数值是基于干湿交替的环境,对于非干湿交替环境,可以降级考虑。小编认为欧洲标准表3中的数值不是基于干湿交替的环境,因为说明中,在干湿交替情况下,表中限值要更严格。
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