寒冷地區(qū)某城市地下水和土質(zhì)對建筑材料腐蝕性評價研究的必要性及案例分析

楊曉敏 萬宵佑 侯東梁 周江統(tǒng)

摘 要 目前，隨國內(nèi)工業(yè)水平發(fā)展，土質(zhì)微量元素的改變，地下水中已不再以單純的H2O水分子組成，而是一種富含多種化學(xué)元素的混合物，對于地下管道輸送及建筑材料的抗腐蝕性能尤為關(guān)鍵，因此為促進(jìn)某城市的建設(shè)科技進(jìn)步，提高整體建設(shè)科技水平，經(jīng)基層科技人員積極收集整理資料，我們組織有關(guān)專家進(jìn)行梳理和評估，提出該課題。經(jīng)驗或資料供勘察設(shè)計單位使用，對我們的建筑行業(yè)勘察有一勞永逸的效果。

關(guān)鍵詞 城市地下水 建筑材料 腐蝕性評價 案例分析

中圖分類號：TU192文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1規(guī)范規(guī)定

《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）強(qiáng)制性條文第4.1.11條和第14.3.2條要求，勘察工作應(yīng)“判定水和土對建筑材料的腐蝕性”，勘察報告應(yīng)包括“土和水對建筑材料的腐蝕性”的內(nèi)容。該規(guī)范第12.1.1條同時規(guī)定：“當(dāng)有足夠經(jīng)驗或充分資料，認(rèn)定工程場地及其附近的土或水（地下水或地表水）對建筑材料為微腐蝕時，可有取樣試驗進(jìn)行腐蝕性評價。否則，應(yīng)取水試樣或土試樣進(jìn)行試驗，……”。12.1.1條的條文說明指出：“本條中的‘有足夠經(jīng)驗或充分資料，認(rèn)定工程場地水或土對建筑材料為微腐蝕時，指的是有專門研究論證，并經(jīng)地方主管部門組織審查認(rèn)可，或地方規(guī)范規(guī)定，并非個別單位意見?！?/p>

2現(xiàn)狀舉例

寒冷地區(qū)的有關(guān)數(shù)據(jù)還比較欠缺，例如安陽市至今還沒有一個這樣的“經(jīng)驗”或“資料”供勘察設(shè)計單位使用，以至于造成勘察成本的增加和時間上的浪費。尤其是對地基土的腐蝕性評價，在已知對建筑材料為微腐蝕時，按經(jīng)驗進(jìn)行評價確又顯得依據(jù)足。

3具備資料

本文以中國典型寒冷氣候新疆阿勒泰地區(qū)為例，該地區(qū)氣候寒冷，土質(zhì)含有多種金屬等微量，暖氣輸送多為地下水管道，對于地下建筑施工有大量的經(jīng)驗，望給予各施工單位以作參考同時結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)狀況、區(qū)域工程地址狀況、地下水腐蝕原理及標(biāo)準(zhǔn)、地下水和土質(zhì)對建筑材料腐蝕性檢驗內(nèi)容，進(jìn)行了分析和匯總。

4地下水腐蝕原理及標(biāo)準(zhǔn)

地下水一般都含有各種化學(xué)成分。當(dāng)?shù)叵滤心撤N化學(xué)成分達(dá)到一定含量時，對混凝土等建筑材料就會產(chǎn)生腐蝕作用。例如當(dāng)?shù)厮泻蛩岣x子多時，或H+濃度較高時，水就具有侵蝕性。含侵蝕性CO2的水能溶解混凝土中的鈣質(zhì)而使混凝土崩解。硫酸根與混凝土作用時能生成硫鋁酸鈣，這種化合物形成時體積要膨脹而使混凝土脹裂。

《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001中有詳細(xì)評價標(biāo)準(zhǔn)，地勘報告一般都會按勘察規(guī)范對場地地下水的腐蝕性做出評價。地下水腐蝕性評價中，除根據(jù)并給出地下水中各主要離子與分子含量外，還有兩個指標(biāo)：總礦化度和 PH 值?？偟V化度表示地下水總含鹽量的多寡。PH 值表示地下水的酸堿程度： PH 值<5，屬強(qiáng)酸性水;PH=5～7，屬弱酸性水;PH=7 屬中性水或稱純水;PH=7～9 屬弱堿性水;PH>9 屬強(qiáng)堿性水。

5地下水和土質(zhì)對建筑材料腐蝕性檢驗內(nèi)容

水和土腐蝕性的測試項目和試驗方法應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）水對混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕性的測試項目包括：pH值、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、侵蝕性CO2、游離CO2、NH4+、OH-、總礦化度;

（2）土對混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕性的測試項目包括：pH值、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-的易溶鹽（土水比1：5）分析;

（3）土對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性的測試項目包括：pH值、氧化還原電位、極化電流密度、電阻率、質(zhì)量損失。

6結(jié)論

地下水的腐蝕性主要體現(xiàn)在對鋼筋水泥土建筑的破壞上，因地下水的腐蝕區(qū)域多為地表以下建筑，所以地下水的腐蝕是潛移默化，不易發(fā)覺的，但是地下建筑的重要性是非常關(guān)鍵的，因此一經(jīng)發(fā)現(xiàn)地下建筑被腐蝕所采取的補(bǔ)救措施是非常的困難，需耗費大量的人力物力。該城市市區(qū)系統(tǒng)的工程勘察工作已進(jìn)行了五十多年，已積累了大量地下水對建筑材料腐蝕性評價的資料，和部分土對建筑材料腐蝕性評價的資料。已有資料表明，土在沒有污染源（化工廠、印染廠、制藥廠、醬菜廠等）的情況下對建筑材料為微腐蝕性;淺層地下水由于受人類活動的影響C-離子含量較高，使得分析其對建筑材料的腐蝕性分析評價比土要復(fù)雜一些，可能存在平面上的分區(qū)性和垂直方向上分帶。深層次的工作由駐安各勘察單位的技術(shù)人員組成課題組，把各單位現(xiàn)有資料盡可能搜集上來，匯總后進(jìn)行分析研究。對現(xiàn)有資料的不足之處進(jìn)行取樣補(bǔ)充試驗。最終形成可作為地區(qū)經(jīng)驗使用的評價報告。

腐蝕性評價的資料，和部分土對建筑材料腐蝕性評價的資料。已有資料表明，土在沒有污染源（化工廠、印染廠、制藥廠、醬菜廠等）的情況下對建筑材料為微腐蝕性;淺層地下水由于受人類活動的影響C-離子含量較高，使得分析其對建筑材料的腐蝕性分析評價比土要復(fù)雜一些，可能存在平面上的分區(qū)性和垂直方向上分帶。深層次的工作由駐安各勘察單位的技術(shù)人員組成課題組，把各單位現(xiàn)有資料盡可能搜集上來，匯總后進(jìn)行分析研究。對現(xiàn)有資料的不足之處進(jìn)行取樣補(bǔ)充試驗。最終形成可作為地區(qū)經(jīng)驗使用的評價報告。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國建設(shè)部.巖土工程勘察規(guī)范GB50021-2001 [M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

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[3] 中華人民共和國建設(shè)部.巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）局部修訂版[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.