水文地质勘查技术：地下水侵蚀性评价.docx

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1、任务八地下水水质评价三、地下水侵蚀性评价课程目的掌握地下水侵蚀性评价工作内容、方法及调查成果内容，具有地下水侵蚀性评价专业技能课程任务1、掌握地下水对混凝土的侵蚀性评价的内容、方法、程序2、掌握地下水对铁质材料的侵蚀性评价的内容、方法、程序课程内容1、地下水对混凝土的侵蚀性评价2、地下水对铁质材料的侵蚀性评价重点、难点地下水对混凝土的侵蚀性评价(-)地下水对混凝土的侵蚀性评价水对建筑材料中的混凝土、金属等有侵蚀性和腐蚀性。1、地下水对混凝土的侵蚀作用地下水对混凝土的破坏通过三形式进行：分解性侵蚀、结晶性侵蚀、分解结晶复合性侵蚀。(1)分解性侵蚀是指酸性水溶滤氧化钙及侵蚀性碳酸溶滤碳酸钙而使水泥

2、分解破坏的作用。分为一般酸性侵蚀和碳酸侵蚀二种:1)一般酸性侵蚀：是酸性水中的氢离子与氢氧化钙起反应，使混凝土溶滤破坏。反应式为：Ca(HO)2+2H+Ca2+2H20酸性侵蚀的强弱主要取决于水的PH值，PH值起低，水对混凝土的侵假蚀性越强。2)碳酸侵蚀：是侵蚀性二氧化碳对碳酸钙进行溶解，合混凝土遭受破坏。碳酸侵蚀破坏逐步进行。首先：Ca(H0)2+C02CaC03+H20进一步作用：CaC03H20+C02Ca2+HC03碳酸钙溶于水中后，要求水中必须含有一定数量的游离二氧化碳以保持平衡，此部分二氧化碳称为平衡二氧化碳；如果水中游离二氧化碳小于平衡二氧化碳的含量，则化学方程向左进行，产生碳酸

3、钙沉淀；若水中水游离二氧化碳大于平衡二氧化碳的含量，则化学方程向右进行，碳酸钙被溶解，直至新的平衡。与碳酸钙反应消耗掉的那部分游离二氧化碳，称为侵蚀性二氧化碳。分解性侵蚀的具体标准参见珠9-3,有三个评价指标：分解性侵蚀指数pHs：pHs=HCO3(0.15HCO3-0.025)-K1当水的实际PH2pHs时，水无分解性侵蚀：PHWpHs时，则有分解性侵蚀。pH值：当水的实际pH值小于表9-3中所裂数值时，则有酸性侵蚀。游离二氧化碳：为碳酸侵蚀指标，当水中游离二氧化碳含量大于以下公式的计算值二氧化碳时，则有碳酸侵蚀。C02s=aCa2+b+K2根据以上三个指标，如有任何一种侵蚀性存在，均为具有

4、分解性侵蚀。（2）结晶性侵蚀结晶性侵蚀：主要是水中硫酸盐与混凝土发生反应，在混凝土的空隙形成石膏和硫酸铝盐（乂称结瓦尔盐）晶体（乂称水泥杆菌），这些新化合物因结晶膨胀作用体积增大，导致混凝土力学强度降低，以致破坏，称为结晶性侵蚀，也可称为硫酸侵蚀。4CaO.AL2O3.12H20+3CaS04.nH203Ca0.AL203.3CaSO4.30H20+Ca(H0)2水化铝酸钙石膏硫酸铝盐结合晶性侵蚀常与分解性侵蚀作用相伴生。分解性侵蚀更能促进这种侵蚀作用的进行；另外，结晶侵蚀性还与水中氯离子含量和混凝土建筑物在地下水所处的位置有关，水氯离子含量越多，则硫酸侵蚀性越弱，建筑物在水位变动带，则结晶性

5、侵蚀作用加强。在修建水下建筑物时均采用抗硫酸盐水泥。结晶性侵蚀的评价指标是：s;的含量,对照表9-3,大于表中数值，便有结晶性侵蚀。普通水泥还与氯离子有关，抗硫酸水泥则与氯离子无关。(3)分解结晶复合性侵蚀主要是水中弱盐基硫酸盐离子的侵蚀，主要是水中的镁、铁(及亚铁)、铜、锌、核氮等离子超过一定含量时，与混凝土中的氢氧化钙发生化学反应，形成不溶于水的氢氧化镁和溶于水的重碳酸钙、氯化钙等，使混凝土发生破坏。如：Ca(H0)2+MgCl2Mg(H0)2v+Ca2+C分解结晶复合性侵蚀的评价指标为弱盐基硫酸盐离子总量，记作Me。主要用于被工业废水污染的侵蚀性鉴定。当Me大于1000gL时，且满足下式

6、时，即有侵蚀性：Me(K3-S042)Me水中前述弱盐基硫酸盐离子的总量(mg/L)当Me小于1000mgL时，则不论S(V-含量多少，均无侵蚀性。我国2001年颁发的岩土工程勘察规范(GB50021-2001)中提出了地下水对混凝土侵蚀程度的定量评价方法。参见表9-59-8。防止地下水混凝土侵蚀的措施：1)排除地下水对混凝土的影响或变更其流向建筑物的速度，使新的侵蚀性不易到达;2）采用抗硫酸盐水泥、火山灰质水泥和矿渣硅酸盐水泥，因这些水泥中的氢氧化钙和3CaO.AL203的含量很少，故不会产生侵蚀性破坏。（二）地下水对铁质材料的侵蚀作用长期浸没于地下水中的铁管或其他铁质构件，应考虑地下水对铁

7、的侵蚀性。水对铁的侵蚀性主要与水的氢离子浓度、溶解氧、游离硫酸、游离硫化氢和二氧化碳、及其他重金属硫酸盐有关。1、当水的PH值小于6.8时，有侵蚀性；PH值小于5的水，对铁有强烈的侵蚀性。2、水中的溶解氧可与铁发生氧化作用，使铁构件锈蚀，当水中溶解氧和二氧化碳同时存在时，氧的侵蚀性加剧。3、水中含有游离H2SO时，产生的侵蚀作用由氢离子置换而引起。为防止铁构件受硫酸侵蚀，水中的硫酸根离子一般不应超过25mgL0当水中溶有二氧化碳或硫化氢时，可使水成为电导体而不断发生化学作用，并引起侵蚀过程加速。反应式：C02+H20H2CO3H+HCO-H2SH+HSFeFe+2eH+2e-H2当水中含有重金属硫酸盐时，如硫酸铜，会加剧对铁的侵蚀。