2010年結(jié)構(gòu)工程師考前輔導(dǎo):酸與酸性水

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酸與酸性水
    當(dāng)水中溶有一些無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸時(shí),硬化水泥漿體就受到溶析和化學(xué)溶解雙重作用,漿體組成被轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹茺}類(lèi),侵蝕明顯加速,酸類(lèi)離解出來(lái)的H+和酸根R一,分別與漿體所含Ca(OH)2、OH-和Caz+組合生成水和鈣鹽:
    H+ +OH- =HzO
    Caz++2R-=CaR2
    所以。酸'性水侵蝕作用的強(qiáng)弱,決定于水中氫離子濃度。如果pH值小于6,硬化漿體就能受到侵蝕。pH值越小,H-離子越多,侵蝕就越強(qiáng)烈,當(dāng)H+離子達(dá)到足夠濃度時(shí),還能直接與水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣甚至未水化的硅酸鈣、鋁酸鈣等起作用,使?jié){體結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞。
    上述的無(wú)機(jī)酸與有機(jī)酸很多是在化工廠或工業(yè)廢水中遇到的?;し栏咽且粋€(gè)重要的專(zhuān)業(yè)課題,而自然界中對(duì)水泥有侵蝕作用的酸類(lèi)并不多見(jiàn)。不過(guò),在多數(shù)的天然水中多少總存在碳酸,大氣中的COz溶于水中能使其具有明顯的酸性(pH=5.72),再加上生物化學(xué)作用所形成的COz,常會(huì)產(chǎn)生碳酸侵蝕。
    碳酸與水泥混凝土相遇時(shí),首先與Ca(OH)z作用,生成不溶于水的碳酸鈣。但是水中的碳酸還要進(jìn)一步與碳酸鈣作用,生成易溶于水的碳酸氫鈣:
    CaCO3 + CO2 + H2O= Ca(HCO3)2
    使氫氧化鈣不斷溶失,從而引起水泥石的解體。