在工業(yè)生產(chǎn)過程中，建筑結(jié)構(gòu)的某些部位經(jīng)常受到化學(xué)介質(zhì)的作用而逐漸破壞。各種介質(zhì)對(duì)材料所產(chǎn)生的破壞作用，通常稱為腐蝕�；瘜W(xué)介質(zhì)對(duì)建、構(gòu)筑物的腐蝕，主要是對(duì)建筑材料的腐蝕。我國現(xiàn)時(shí)工業(yè)建筑主要使用的材料是鋼筋混凝土、磚石、鋼、混凝土和木材。建筑結(jié)構(gòu)遭受腐蝕的因素主要來自生產(chǎn)過程中腐蝕性介質(zhì)。
1建筑非金屬材料腐蝕及一般性機(jī)理
建筑工程中的無機(jī)非金屬材料，通常包括水泥、玻璃、陶瓷等。無機(jī)非金屬材料通常具有良好的耐腐蝕性能，但因其化學(xué)成分，結(jié)晶狀態(tài)，結(jié)構(gòu)以及腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)等原因，在任何情況下都耐蝕的無機(jī)非金屬材料是不存在的。無機(jī)非金屬材料除墨以外，在與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)不像金屬那樣形成原電池，其腐蝕往往是由于化學(xué)作用或物理因素產(chǎn)生，而不是由電化學(xué)過程引起的。無機(jī)非金屬材料作為建筑工程中的結(jié)構(gòu)和功能材料應(yīng)用極其廣泛，但對(duì)其腐蝕機(jī)理的研究還很不夠，一般認(rèn)為下列因素是決定腐蝕狀況的因素。
1．1材料的化學(xué)成分和礦物組成
硅酸鹽材料成分中以酸性SiO為主，它們耐酸而不耐堿，當(dāng)SjO：(尤其是無定型sj0：)與堿液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)而受到腐蝕。Si02+2NaOH——}Na2SiO3+H20所生成的硅酸鈉易溶于水及堿液中。Sj0是較高的耐酸材料，除氫氟酸和高溫磷酸外，它能耐所有無機(jī)酸的腐蝕。任何濃度的氫氟酸，溫度高于300℃的磷酸都會(huì)與Si0發(fā)生反應(yīng)。硅酸鹽材料的耐酸性不僅與化學(xué)組成有關(guān)，而且與礦物組成有關(guān)。一般而言，材料中SiO的含量越高耐酸性越強(qiáng)，Si0質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于55％的天然及人造硅酸鹽材料是不耐酸的，但也有例外，例如鑄石中的SiO與AlO，F(xiàn)eO，等在高溫下形成耐腐蝕性很強(qiáng)的礦物質(zhì)一普通輝石，所以雖然SiO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于55％卻有很強(qiáng)的耐腐蝕性；而紅磚中SiO2的含量盡管高達(dá)6O％一80％，但是SiO以無定型狀態(tài)存在，故沒有耐酸性，如將紅磚在較高的溫度下Si0與AlO。形成具有高度耐酸性的新礦物一硅線石(Al：O。、2SiO)與莫來石(3Al0、2SiO：)，并且其密度也增大了。含有大量堿性氧化物(CaO、MgO)的材料屬于耐堿材料。它們與耐酸材料相反，完全不能抵抗酸類的作用。例如由鈣硅酸鹽組成的硅酸鹽水泥，可被所有的無機(jī)酸腐蝕，而在一般的堿液(濃的燒堿液除外)中卻是耐腐蝕的。
1．2材料孔隙和結(jié)構(gòu)
除熔融制品(如玻璃、鑄石)外，硅酸鹽材料或多或少總具有一定的孔隙率，孔隙會(huì)降低材料的耐腐蝕性，因?yàn)榭紫兜拇嬖跁?huì)使材料受腐蝕作用的面積增大，侵蝕作用明顯，腐蝕不僅發(fā)生在表面上而且也發(fā)生在材料內(nèi)部。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)生成物出現(xiàn)結(jié)晶時(shí)還會(huì)造成物理性的破壞，例如制堿車間的水泥地面，當(dāng)間歇地受到荷性鈉溶液的浸潤(rùn)時(shí)，由于滲透到孔隙里的荷性鈉吸收二氧化碳后變成含水碳酸鹽結(jié)晶，體積增大，在水泥內(nèi)部膨脹，使材料產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而遭到破壞。如果在材料的表面及孔隙中腐蝕生成的化合物為不溶性的，則在某些場(chǎng)合它們能保護(hù)材料不再受到破壞，水玻璃耐酸膠泥的酸化處理就是一例。當(dāng)孑L隙互不相通而封閉時(shí)，材料受腐蝕性介質(zhì)的影響要比開口的孔隙小，因?yàn)楫?dāng)孔隙為開口時(shí)，腐蝕性液體容易透人材料內(nèi)部。硅酸鹽材料的耐蝕性還與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。晶體結(jié)構(gòu)的化學(xué)穩(wěn)定性較無定型結(jié)構(gòu)高，例如結(jié)晶二氧化硅(石英)雖屬耐酸材料但也有一定的耐堿性；而無定型的二氧化硅就易溶于堿性溶液中。具有晶體結(jié)構(gòu)的熔鑄綠巖也是如此，它比同一組的無定型化合物具有更高的化學(xué)穩(wěn)定性。
1．3腐蝕介質(zhì)
環(huán)境中的水、酸、堿、鹽、大氣等介質(zhì)對(duì)無機(jī)非金屬材料的腐蝕都有一定影響，但影響的大小不同。
2水泥基材料的腐蝕與防護(hù)
一般硅酸鹽水泥硬化后，在通常的使用條件下有較好的耐久性，但在外界侵蝕性介質(zhì)作用的環(huán)境中，引起水泥石發(fā)生一系列化學(xué)，物理變化，而逐漸受到侵蝕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使水泥石強(qiáng)度降低，甚至?xí)屏�、破壞、故有必要全面而深入地研究水泥遭受腐蝕的過程及其實(shí)質(zhì)。水泥基材料的腐蝕有多種分類方法。如按腐蝕機(jī)理分類，可分為化學(xué)腐蝕、溶析腐蝕、吸附腐蝕等；按腐蝕的形態(tài)分類，可分為溶出腐蝕、分解型腐蝕、膨脹型腐蝕(或稱結(jié)晶型腐蝕)。因?qū)τ谒嗉盎炷廉a(chǎn)生侵蝕的介質(zhì)主要有大氣、河水、海水、土壤、酸和酸水、硫酸鹽溶液和堿性溶液等，故按腐蝕介質(zhì)分類，可分為酸腐蝕、堿腐蝕、鹽腐蝕、海水腐蝕、淡水腐蝕、土壤腐蝕等。如果混凝土結(jié)構(gòu)在地下或陰暗的場(chǎng)所，比如排污水的混凝土管道，還有微生物腐蝕。影響水泥石腐蝕的因素有很多，除了水泥的品種和熟料的礦物組成外，集料的性質(zhì)，混凝土的致密度、抗?jié)B性以及侵蝕介質(zhì)的種類、壓力與水位的變化、流速、溫度的變化等多種因素都會(huì)對(duì)侵蝕過程產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。往往有數(shù)種腐蝕作用同時(shí)并存，相互影響，少數(shù)情況下是單一型腐蝕，但是大多數(shù)情況下是多種類型的復(fù)合腐蝕，因此必須針對(duì)腐蝕的具體情況加以綜合分析，制定出切合實(shí)際的防腐措施。
3預(yù)防腐蝕措施
(1)提高混凝土致密度與表面處理混凝土越致密，侵蝕介質(zhì)就越難滲人，被腐蝕的可能性就越小。密實(shí)混凝土的獲得，可通過正確設(shè)計(jì)混凝土配合比、降低水灰比、仔細(xì)選擇集料級(jí)配、采用振搗致密、養(yǎng)護(hù)、燒結(jié)、抽真空等施工方法。也可以用化學(xué)方法對(duì)混凝土進(jìn)行表面處理，使水泥石中的氫氧化鈣變成難容的致密物質(zhì)如碳酸鈣、草酸鈣等�？紤]成本問題，常用碳酸化，即在混凝土構(gòu)件使用前，先在空氣中碳化成一致密的碳酸鈣外殼。在混凝土表面用硅酸鈉或氟硅酸鹽(如氟硅酸鎂、氟硅酸鋅)水溶液處理，使在水泥表面的孔隙中生成難溶的致密物，提高抗?jié)B耐蝕能力。用亞麻仁油或桐油涂刷混凝土表面亦能對(duì)一些酸和鹽的稀溶液侵蝕有一定的防護(hù)作用。
(2)改變硅酸鹽水泥熟料礦物和水化產(chǎn)物的組成和形態(tài)從腐蝕機(jī)理可以得出：減少水泥熟料中c，s的含量，即可以提高抵抗軟水溶析能力，也有利于它的抗硫酸鹽性能。因?yàn)殍F鋁酸四鈣的水化產(chǎn)物為水化鋁酸鈣的固溶體C(A，F(xiàn))H鐵酸鈣的抗硫酸鹽性能比c，AH好。此外，鐵酸鈣能在水化鋁酸鈣周圍生成薄膜，提高硫酸鹽性能。冷卻條件對(duì)水泥熟料的耐蝕性也有影響，對(duì)于鋁酸三鈣含量高的熟料，采用急冷形成較多的玻璃體，可提高抗硫酸鹽性能；對(duì)于含鐵高的熟料，急冷對(duì)抗硫酸鹽侵蝕反而不利，因?yàn)镃AF晶體比高鐵玻璃更耐蝕。將硅酸鹽水泥構(gòu)件在loo℃以上高溫下壓蒸處理，亦能明顯改善其抗蝕性能，特別是對(duì)硫酸鈣、硫酸鈉溶液的侵蝕。
(3)在硅酸鹽水泥中摻加混合材料除采用特種硅酸鹽水泥一抗硫酸鹽水泥外，在硅酸鹽水泥中摻加火山灰質(zhì)混合材料(即采用火山灰水泥)亦有較好抗蝕性，因摻人火山灰質(zhì)混合材料能提高混凝土的致密程度，減少侵蝕介質(zhì)的滲透。另外火山灰混合材料中活性氧化鈣與水泥水化時(shí)析出的氫氧化鈣作用，生成低堿水化硅酸鈣，從而消耗了水泥中的ca(OH)：，使其在軟水中的溶析速度顯著降低，并使鈣礬石結(jié)晶在液相氧化鈣濃度很低的條件下形成，因此膨脹特性緩和，除非生成的鈣礬石數(shù)量很多，否則不易引起硫鋁酸鈣的膨脹破壞。但火山灰水泥的抗凍性及大氣穩(wěn)定性不好，在有反復(fù)凍融和干濕交替的情況下，容易產(chǎn)生微裂紋，再加上侵蝕介質(zhì)的作用，就會(huì)使混凝土的耐久性降低。火山灰水泥亦不適用于有酸類與鎂鹽腐蝕的介質(zhì)中，因?yàn)樗犷惻c鎂離子也能直接與水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣起作用。這些情況下宜于采用抗硫酸鹽酸水泥。
(4)在混凝土外部加覆蓋層和貼面材料在侵蝕強(qiáng)烈的情況下，可將混凝土表面加一覆蓋層或貼面材料，使它與侵蝕介質(zhì)隔絕。但是這些貼面層應(yīng)有較好的黏結(jié)力和彈性，否則會(huì)產(chǎn)生裂縫并脫落。覆蓋層和貼面材料可以用瀝青層，瀝青氈、浸清混凝土、合成樹脂漆、煤焦油、石蠟涂層、瓷磚、塑料等，可以根據(jù)使用要求與材料的主要耐蝕特性，經(jīng)濟(jì)價(jià)值加以選擇。
4結(jié)語
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展促使了混凝土技術(shù)的發(fā)展，而混凝土技術(shù)的發(fā)展又反過來促進(jìn)了現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和工業(yè)及科技的更大進(jìn)步。可以說，沒有混凝土的發(fā)展，就沒有經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，也沒有人類文明的進(jìn)步。新興的混凝土技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)代聞名世界的物質(zhì)支柱。隨著科技的發(fā)展和廣大混凝土科技工作者的努力，一些更高性能更多功能的混凝土必將繼續(xù)涌現(xiàn)�；炷吝@一古老而又新型的材料，必將為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類的物質(zhì)文明作出更大的貢獻(xiàn)。
