盐渍土地区混凝土基础的腐蚀及防护技术分析

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　　摘  要：混凝土材料是现阶段我国建筑工程项目建设中大量使用的建筑材料，由于混凝土材料的承载能力强、成本低廉以及施工便利等原因，在进行建筑工程基础施工中，也常采用混凝土材料，但是对于盐渍土地区来说，混凝土材料在和盐渍土的直接接触之中容易出现强度折减甚至破坏的情况。基于此点，本文以混凝土材料的腐蚀状况为出发点，对盐渍土的形成和腐蚀作用机理进行阐述，同时提出了几点盐渍土地区混凝土防腐蚀的举措，以供其他类似工程参考。
　　关键词：盐渍土;混凝土;基础腐蚀
　　中图分类号：TU448 文献标识码：A    文章编号：1671-2064（2020）03-0000-00
　　0引言
　　 混凝土材料是当前建筑工程项目建设中采用的主要材料，由于混凝土材料具有造价成本低廉、施工过程简便、承载能力较强、取材方便、刚度大整体性好以及浇筑成型方式简便等显著优点而大量应用。在建筑工程建设过程之中，存在着一部分建筑工程建设的地基基础要设置于盐渍土地区，盐渍土地区特有的土壤成分和土壤特性在一定程度上，会对建筑工的基础产生腐蚀作用，尤其是直接同盐渍土接触的钢筋混凝土部位。钢筋混凝土基础作为建筑工程的重要组成部分，不仅要承载全部上覆荷载，同时也对建筑工程结构安全性有着至关重要的作用。因此，混凝土基础的腐蚀状况一定要加以防护[1]。
　　1盐渍土的形成
　　 在工程项目建设中，在地表以下1m范围之内，土壤的易溶盐平均含量大于0.3%的土称为盐渍土，但广义的盐渍土指不同程度盐碱化土壤的集合。盐渍土一般在特定地区成一定规模的形成，其形成过程和当地的降雨条件和气候条件等因素有着密切联系。盐渍土形成的集中形式如下：
　　 （1）在常年干旱的地区，由于地表水的年蒸发量远远大于该地的年降水量，同时地下土壤之中的毛细水作用十分强烈，从而盐分容易在毛细水的作用下由土壤下部向土壤表面进行聚集，从而形成盐渍土。
　　 （2）位于内陆地区的峡谷地形周围，由于其四周排水条件较差，同时其同周围环境的交互性低，容易出现单一由于水分过量蒸发而导致的土壤盐渍化。
　　 （3）在一些土壤天然盐分较高的地质环境中，由于自然降水量较低，水分自然蒸发量大于降水量以及一定的溶滤作用之下，盐分容易向地表聚集从而形成盐壳地貌。
　　 （4）一类盐渍土的形成是在水流的作用下形成的;干旱地区土壤水分的自然降水量远远小于蒸发量，同时在水流的冲击作用之下，于山前的平缓倾斜面上出现淤积土，该类土壤在水分蒸发之后形成盐渍土。与此同时，在多年降雨的累计作用下，融滤山体母岩的盐分后容易在周边环境的地势低洼处进行二次沉积，该类沉积土在水分不断蒸发的过程中，含盐量升高形成盐渍土。
　　2盐渍土地区混凝土基础的腐蚀情况
　　盐渍土并不是某一类土的统称，也根据土壤中所含有的盐分类型和离子类型分为不同的盐渍土种类，不同的盐渍土对于混凝土材料的腐蚀作用也不尽相同。盐渍土对混凝土材料的腐蚀作用主要通过易溶盐离子与混凝土材料的直接接触，从而发生物理化学从用，使建筑基础材料中的钢筋混凝土材料出现强度损失或折减、分化脱落等现象。本文以硫酸盐为例，对硫酸盐对混凝土材料的腐蚀作用进行分析。图1为某地被盐渍土腐蚀的混凝土试块。
　　
　　硫酸盐盐渍土的腐蚀性来源于地表水或地下水之中含有过量的硫酸根离子的碱性硫酸盐的作用，常见的碱性硫酸盐包括Na2SO4、K2SO4等等。当环境中的硫酸根离子浓度大于某一限制，水泥中的部分材料将和水泥自身将会同碱性硫酸盐发生化学作用，这类反应的发生为建筑结构基础的安全性带来负面影响，即影响混凝土材料的使用寿命和自身强度。硫酸根离子主要同水泥水化产物Ca（OH）2和水泥中的C3A进行反应，其反应过程的化学方程式如下：
　　SO42-离子与水泥中C3A的腐蚀反应方程式：
　　29H2O+Ca（OH）2+3SO42-+C3A→C3A·3CaSO4·32H2O（钙矾石）（1）
　　SO42-离子与水泥水化产物 Ca（OH）2腐蚀反应方程式：
　　2SO42-+2H2O+Ca（OH）2→CaSO4·2H 2 O（石膏）（2）
　　一方面，硫酸根離子在同水泥水化产物氢氧化钙的作用过程中生成产物为石膏晶体，石膏晶体的产生并不会出现在混凝土材料的外表面，而是随着易溶盐离子的不断侵入，在混凝土材料内部不断发生，同等质量的石膏晶体材料会将原有材料的体积翻倍，从而从内部膨胀导致混凝土材料破坏。另一方面，水泥中的C3A也会同易溶盐离子即硫酸根离子发生激烈的化学反应，生成产物为钙矾石，钙矾石的膨胀作用更为明显，可以将原有的混凝土材料体积扩大至2.5倍以上。即在易溶盐不断侵入混凝土材料的过程之中，水泥水化材料和水泥材料在易溶盐离子的腐蚀作用下逐渐失效，并从内部发生体积膨胀作用，从而产生巨大的应力作用，是原有的混凝土基础材料在腐蚀作用下出现裂缝、脱落甚至是破坏的情况，从而混凝土强度不断降低，直至最终失去承载能力。这种易溶盐的侵入所带来的混凝土材料失效，对建筑工程的基础稳定性和建筑安全性有着巨大的威胁[2]。
　　3盐渍土地区混凝土基础的腐蚀防护
　　3.1提高混凝土自身抗腐蚀性能
　　盐渍土地区给混凝土材料带来破坏的是土壤中的易溶盐成分，如果从混凝土材料自身出发，设置一定的添加料从而减弱易溶盐的影响，那么混凝土自身的抗腐蚀性能就可以得到保证。即在选用混凝土的规格时，可以选用经过配合比优化、级配均匀并添加一定外加剂的高性能混凝土。高性能混凝土在浇筑作业完成以后形成的混凝土材料自身结构密实，能够在一定程度上减少易溶盐离子的侵入作用，从而提升抗腐蚀性能。这种通过增强自身结构性能的加强方式，可以一定程度上提升混凝土材料的抗腐蚀性能，但对于长期同盐渍土直接接触的混凝土材料来说，这样的加强是远远不够的，同时外加剂添加和配合比的优化，也一定程度上给建筑工程的原材料成本带来增长。 　　3.2适当对混凝土结构的断面尺寸进行增大
　　对于一些盐渍土的含盐量并不高或者当地气候条件状况较好的工况条件，可以通过进行混凝土结构断面设计调整来实现混凝土稳定性的提升。即增大混凝土构件的自身断面尺寸，从而提升混凝土材料的耐久性和抗腐蚀性能。但是，同第一种使用高性能混凝土的做法类似，这种通过增强混凝土材料自身抗腐蚀性能的举措，并没有从根源上杜绝易溶盐离子的接触，因此在气候条件较为恶劣和盐渍化程度较高的地区，增加混凝土结构断面尺寸的做法适用性并不强。尤其是在气候条件恶劣的情况之下，在温度条件和易溶盐离子的共同作用之下，经过一定的加强处理的混凝土构件仍然难以抵抗腐蚀。同时，对于混凝土材料断面的加强也应当考虑结构形式和施工场地条件的限制，所以适用性较窄。
　　3.3对混凝土浇筑的施工现场进行防护
　　除了在混凝土材料自身性能上采取一定的防护措施之外，混凝土的施工过程也应当尤为注意，尤其是在盐渍土地区进行混凝土浇筑作业过程。混凝土裂缝是很常见的混凝土材料破坏形式，如果裂缝出现在正常施工区域或一般施工区域，裂缝的及时修补并不会引起腐蚀性损伤，但是当施工地点位于盐渍土地区时，在施工过程之中，周围环境中的风沙很有可能携带盐分进入多孔的混凝土材料裂缝之中，从而造成混凝土材料和钢筋材料的腐蚀。因此应当在混凝土现场浇筑过程中设置一定的防护措施，从而避免由于施工过程中盐分的进入而对混凝土和钢筋材料造成腐蚀，进而降低建筑工程安全可靠性。
　　3.4外表面设置包裹材料或涂抹材料
　　设置包裹材料是最为直接的将混凝土材料和盐渍土相隔离的措施，包裹材料的选用应当以耐腐蚀性能为主导，实现对混凝土材料抗腐蚀性能的外部防护。耐腐蚀材料的包裹对于长期阻隔易溶盐离子的进入有着更好的作用，常用的阻隔材料有油毡、玻璃钢纤维以及沥青等。但是在设置包裹材料的过程中也应当注意到一个问题，即在阳光直射的部位应当特别加强，因为在紫外线的作用之下，大多数包裹材料都可能出现老化和阻隔性能下降的情况。在混凝土材料表面涂抹一定的高密实度材料也可以达到抗腐蚀的目的。常见的涂层材料包括水性涂料、硅烷浸渍剂以及树脂涂料等等。该类土层材料的抗腐蚀性能虽然达到要求，但是难以在紫外线直射条件下长久发挥作用，施工工艺复杂等问题，和设置包裹材料的方法类似，只能在地基基础无阳光直射的部位发挥良好的阻隔性能。
　　4结语
　　 由于混凝土材料自身具有多孔特性，同時在浇筑施工过程中容易受到周围环境因素的影响，因此在盐渍土地区进行工程项目建设过程中应当设置一定的防护措施，防止施工过程中发生的腐蚀现象。此外，为了更好的对混凝土腐蚀现象进行防护，一方面可以从混凝土自身性能的增强和结构断面设计进行优化，另一方面，也可以根据工程建设项目的实际情况，选用合理的包裹材料或涂层材料，从而实现盐渍土地区混凝土基础的腐蚀防护。
　　
　　参考文献
　　[1]王志华，薛兆锋，燕凌.超高性能混凝土在盐渍土地区构造物防腐中的应用探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（11）：96-97.
　　[2]乔宏霞，洪芬，王鹏辉，等.倍耐蚀涂层对镁水泥混凝土中钢筋保护试验研究[J].功能材料，2019，50（10）：10214-10220.
　　收稿日期：2020-01-22
　　作者简介：龙世俊（1985—），男，甘肃兰州人，本科，工程师，从事试验检测工作。
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