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鉴于在化学工业和其它工业部门建造的许多构筑物中，经常使用
和加工生产对混凝土和钢筋有腐蚀作用的物质；鉴于在款额土和矿化
水地区进行的建设日益发展以及必须建造更加坚固耐用的钢筋混凝土
构筑物，因此，深入研究混凝土和钢筋混凝土构筑物耐久性的问题，
已成为当前一项迫在眉睫的任务。
有些建筑物，例如水电站的堤坝、桥梁、隧道、海岸防波堤和码
头、标志苏联人民在伟大卫国战争中的丰功伟绩而永存的纪念性构筑
物(如伏尔加格勒马拉霍夫陵墓上的纪念牌、诺沃罗西斯克小地岛登
陆纪念碑等)应当经受住环境介质的侵蚀，为人类世代造福，供人们
瞻仰。
在着手分析各种腐蚀过程的机理、研究腐蚀规律以及论述防腐方
法之前，必须深入研究并细心观察建筑材料与环境介质的相互作用是
如何随技术发展而日益复杂化的，同时要研究如何解决温凝土和钢筋
混凝土建筑结构及构筑物的耐久性问题。
最早期的建筑物，包括金字塔、庙宇、宫殿以及温带和热带地区
的住宅等，最初采用建筑砂浆，后来采用混凝土建造。那时候建筑物
所使用的材料，其主要的强度指标就是要求耐雨雪腐蚀。采用钢筋和
胶凝材料共建堤坝和其它水工构筑物、桥梁、海岸防波堤以及码头
时，胶凝材料的作用将更大。建筑界早期使用天然石材(起初用不规
则的毛石，而后用加工后的块石砌体)建造这些构筑物时，最初采用
钻土做胶凝材料，后来用石膏和石灰，使得砌筑起来更加方便。最后
用石灰—火山灰灌浆勾缝。砂浆砌体的进一步发展就是混凝土，未经
加工的大砾石、卵石和某些岩块可作为混凝土中的骨料使用。
从技术角度上评价构筑物混凝土在使用过程中经受腐蚀性液体作
用的耐久性，是一项颇有意义的工作。这里提到的是给水构筑物——
水道、罗马式热水浴池、随鱼档及考古时从罗马帝国时代遗址中挖摄
山来的其它构筑物。
石灰同天然水硬性活性物质相拌合，与氢氧化钙反应，生成q；溶
于水或稍帘于水的化合物。长期以来，这种物质一直是建造经受水侵
蚀构筑物时使用曲主要水硬性胶凝材料。火山灰，也叫作竞大利凝灰
岩[最初是在波佐利城(nyqnyonM)发现的，由此得名]，联邦德国
火山石灰均属于这类脏凝材料。在其它国家，则采用殿烧和磨细的粘
土(称为烧粘上水泥)作为石灰砂浆的掺合料，以提高其防水性。将
天然原料(石灰石和粘土的混合物)燃烧制得的水硬性石灰在胶凝材
料生产中占有重要地位。这种材料在低温燃烧时具有胶凝性质，在水
中硬化缓慢，硬化后能长期经受水的侵蚀。这种粘土含量较高的胺凝
材料称为罗马水泥，因为它类似于古罗马所用的胶凝材料。这时，查
阅水硬性胶凝材料发展史的有关资料，对于我们研制耐蚀性混凝土
(特别是耐海水腐蚀)来说，是很有意义的工作。十九世纪四十年
代，卓越的法国工程师兼研究家维卡(BHMa)为了探索在那些年代建廖
的土论码头被海水毁坏的原因，对水硬性石灰以及用石灰和火山灰制
成的砂浆的性能进行了研究。
维卡对石砌体中受损的和完全无损的砂浆都进行了分析，他发
现，构筑物外部的石灰(氧化钙)含量几乎减少了一半，而镁盐(氧
化镁)含量几乎增加了5倍。维卡由此得出结论：海水中的镁盐(其
中包括硫酸镁)与氢氧化钙和含水硅酸盐发生反应，生成氢氧化镁和
硫酸钙。硫酸钙继续与水泥石中的其它组分相互作用，造成水泥石的
腐蚀破肝“’。维卡的新作《水硬性组分遭受海水腐蚀的化学原因及
其防护方法的研究》‘*”’是研究海水对水硕性胶凝材料制成的混凝土
腐蚀破坏的第一部科研著作。
尽管在十九世纪已有大量建筑工程采用了石灰—火山次胶凝材料，
但是，随着波特兰水泥生产的发展，这种胶凝材料的作用己逐渐、迅
速地消失，因为波特兰水泥具有更高的抗蚀性。因此，对石灰—火山
灰胶凝材料及其抗蚀性作进一步的讨论，看来已无必要了。
现在，我们来对用波特兰水泥以及类似波特兰水泥和特种水泥制
作的混凝土的发展和使用的基本情况作一分析。我们的兴趣在予进一
步扩大混凝土的应用范围，研究混凝土在使用期间已经理受的和即将
遭受的大量腐蚀。
众所周知，双．阿斯帕金(夏搬03劝a A加AMM)水泥(1824年获
专利权)和E．切利耶夫(Er。pa v‘nnes)水泥(在他1825年出版的
专著中有记载)可并列为现代波特兰水泥的前身‘sM。这些水泥主要
含有弱碱性硅酸钙和铝酸钙，但足以用来制作抗水性能较好的砂浆和
混凝土了。例如，切利耶夫在他的著作中(莫斯科，1825年版本)对
切利耶夫水泥作过如下描述：兹规定生产份廉质优的灰泥或水泥，它
们应适用于水下结构，例如水渠、桥梁、苗水池、坝、地下室和地
窖，并用于砖石结构和木结构的抹灰。在1812年的卫国战争中，莫
斯科克里姆林官遭到严重破坏，在克里姆林宫的重建工程中，切利耶
夫水泥获得了广泛的应用。
在十八世纪末和十九世纪初，各国开始进行大规模的土木工程，
对应凝材料提出的基本要求是具有防水性。当时只有波特兰水泥满足
了这个要求。尽管最初人们对波特兰水泥抵抗各种化学成分水的可指
性尚不清楚。在半个世纪内，对波特兰水泥湿凝土的防水性问题一直
末取得一致看法。直到二十世纪初，波特兰水泥混凝土在各种天然水
中的抗蚀性，才故人们所认识。
人们对波特兰水泥记凝土的腐蚀、抗蚀性以及这种胶题材料的凝
固过程几乎同时进行了研究。由于改进了水泥生产工艺，提高了缎烧
温度，加速了水泥熟科的生成过程，从而提高了水泥的质量。随着人
们对水泥凝固后发生在水泥—水系统中的过程有了进一步认识，因而
有必要研究水泥石化合物的腐蚀过程及其抗蚀性。
水泥生产工艺的改进，以及由此带来的水泥质量的提高，都是以
水泥的强度来评定的。但是强度高并不意味着抗蚀性能好。提高水泥
的碾磨细度和水泥中石灰的饱和系数，在某种程度上反而会降低水泥
石对各种外部介质作用的抗蚀性。
海岸防波提、码头、灯塔等是十九世纪初叶首先采用波特兰水泥
棍凝土建造的最重要的构筑物。这些构筑物长期经受外部介质的强烈
影响，其中包括物理作用的影响(如波浪冲击、泥砂磨蚀，以及北部
地区冰和霜冻的作用)和化学作用的影响(溶解在海水中的盐的作
用)。这些均能导致上述构筑物迅速破坏(图1．1)。因此，我们最初
研究混凝土的抗蚀性问题时，主要是了解海上构筑物中混凝土的腐蚀
情况。在那个时期，为了制订提高结构耐久性的建筑规范，对混凝土
试件和构件进行了自然条件下的抗腐蚀试验。
研究混凝土和钢筋混凝土海上构筑物的耐久性，在过去6，现在
仍然是评价不同类型混凝土在各种气候条件下耐久性的重要手段。著
名建筑工程师A．P．舒良琴何(A．P．my，sqenMo)和B．H．察尔诺如
斯基(B．H．qapgoMc MM6)对各港口构筑物使用状况进行的实地调查研
究，在发展苏联海上钢筋混凝土建筑方面起了重大作用。
1902年，他们调查了欧洲港口的混凝土和钢筋棍凝土构筑物。考
察结果，认为波特兰水泥适于建造海上水工构筑物。混凝土的密实性
及其表面形成的水泥石碳化层(该碳化层是在浪凝土块体和其它结构
物经养护之后，沉入海水之前生成的)是混凝土具有足够抗蚀性的必
要条件。
1904年，A．A．巴依考夫(A．A．Ba6MoM)和B．H．察尔诺姆斯
基，2”’对俄罗斯各港口也进行了类似的调查。他们得出了相反的结
论：按照A．A．巴依考夫的说法，当混凝土块体内部发现白色反应
物时，泥凝土可能已受到相当严重的损坏。他们力求对海水与水泥石
作用时发生的化学府蚀过程做出解释。某些研究者得出结论，用波
特兰水泥制取的混凝土不能抵抗海水的侵蚀。例如，按照米哈利斯
(MMxa。“Mc)的见解，游离氢氧化钙与硫酸盐和镁盐的相互作用必然
会导致混凝土的破坏。而提高很凝土的密实性只能使结构物的寿命延
长25—30年“。，。
波特兰水泥混凝土在海水中的破坏原因和耐久性的权限问题，至
今仍有争议。不过，对混凝土和钢筋混凝土海上构筑物腐蚀过程的研
究工作，有助于我们对工业构筑物结构中的类似腐蚀过程的理解，并
能形成混凝土和钢筋混凝土腐蚀的一般理论。
当1880一1890年第一批钢筋混凝土构件问世，并首次应用于工业
建筑物和构筑物时，即出现了一个钢筋混凝土能否在化学活性物质
(对混凝土水泥石有侵蚀性)腐蚀条件下安全使用的问题。这旦首先
是指地下水和各种生产溶液的腐蚀作用问题。此外，钢筋混凝土在工
业区大气中的耐久性也成为一个突出的问题。在基十世纪初期，出版
了P．格尤思(P．rpmM)”eM、9．拉巴利德(9．P06a见A)。M’和A．克
莱格盖尔(A．ICneanM。?。Mb)”M’等人的专题论文集。他们对工业建筑
中使用混凝土和钢筋混凝土的情况进行了基本研究和经验总结。这些
专著论述了用波特兰水泥、矿镕波特兰水泥(这在当时已获得了广泛
的应用)和矾土水泥制作的混凝土的抗蚀性，并把各种数据汇编成
册。
对混凝土在复杂的自然环境中的耐久性进行长期的研究也是一项
十分重要的工作。
在密勒(MMMMep)领导下，2925年美国开始在硫酸盐含量极高的
土缀内进行长期试验，其目的是为了获得25年、50年以至更长时期的
混凝土腐蚀数据‘：M’，目前已有25年的试验结果公布于世。
联邦德国钢筋混凝土协会(HeueEMMA coM9况皿s06髓。册)利
用混凝土构筑物遭受沼泽水腐蚀而损坏的事例，也对混凝土在自然条
件下的腐蚀情况做了一次长期试验’。u。
应当提及的久在1934—1964年间，坎皮斯(xaMnMc)(比利时)
对混凝土在海水中的耐久性进行的试验”h’(见第十二章)和o．戈
尔夫(o．rb5pB)对海上码头建筑构中混凝土耐久性研究工作所做的总
结报告‘asm．都向我们提供了更多有关混凝土构筑物在自然条件下使
用情况的可靠数据，以及有关水泥种类、混凝土配合比和某些生产因
京对混凝土抗蚀性影鸡方面的见解．
在进行室外调研工作(此项工作在时间间隔比较长的情况下要考
虑时间因素)的同时，科研人员也进行了大量的实验室研究工作。在
水泥化学方面取得的许多成果基础上(这些科研成果在采叼物化法做
物相分析时更有实用价值)，对混凝土水泥石与各种化学化合物相互
作用时的腐蚀过程的研究取得了进一步的发展。在此，我们不可能对
混凝土和钢筋混凝土腐蚀方面的全部历史梗概一一论述，只能把讨论
范围限制在这种广泛研究工作中的主要方面。
1887年，俄国学者C．由．格林卡(C．由．rnnn Ma)测出了硬化水
泥石中含有Ca(oH)2。ca(oH)，是一种最易溶解和昂易反应的组分，
也是水泥石显微结构中的薄弱环节。因此，有人提出格氢氧化钙与火
山灰掺合料中的活性氧化硅化合。果然，欧洲南部港口采用台火d1灰
水泥建造的构筑物，获得了良好的抗蚀性能。
必须指出，在早期研究混凝土抗蚀性的同时，已对天然块石材料
抵抗自然条件侵蚀的性能进行了试验。试验很有意义，因为在试验中
所出现和解决的问题，与研究混凝土抗蚀性时遇到的问题相似。在十
九世纪下半叶和二十世纪初期，科研人员对天然块石摄抗大气腐蚀的
性能进行了大量的研究工作。这首先是由于大城市空气污染日益严重
而决定开展的。城市空气污染的结果，致使历史上遗留下来的许多纪
念侮。正迅速遭到损坏。
u．K．拉赫京(H．x．Jax?MM)对俄国块石材料的自然风化问题进
行了研究。他主要考察了结构的受力状态对加快腐蚀过程的影响问
题，并对施工中研究腐蚀过程的必要性以及研究工作的基本原则作了
阐述。H．x．拉赫京认为：只有研究了石块材料的破环原因，而且准
确地制定出鉴别石块商蚀破坏的方法和标记，找到防止石块腐蚀或停
止、减缓石块风化的方法和工具后，才能建造具有高强度和耐久性的
构筑物，。”。这一观点对于混凝土构筑物也是完全正确的。实际上，
只有了解了混凝土在使用条件下腐蚀过程的决质，即查明腐蚀破坏原
因，制定出构筑物防腐方法和提高混凝土耐蚀性的方法之后，才能保
证构筑物具有一定的耐久性。
A．A．贝科夫(A．A．Ba6Mon＞的著作，无论在基础理论方面还是
实际应用方面，都对混凝土腐蚀研究的发展起了重大作用“n。早在
十月革命以前，贝科夫就开始了在胶凝材料硬化方面的研究工作，他
直接参与巴库—索勒尔斯基输水管混凝土损坏原因的分析工作，研究
了黑海港口构筑物的混凝土块体的现状，对卡拉达格斯火山灰(Map犷
2arcMM9lpac)的活性进行了考备完成了建筑业方面的许多重要研
究工作。A．A．贝科夫工作的特点，是将解决实际问题与深入的科研
工作相结合。A．A．贝科夫的论点为当代有关火山灰可提高波特兰水
泥混凝土抗蚀性的观点奠定了基础。他对混凝土构筑物受海水侵蚀破
坏原因所作的结论，在后来的研究中都得到了证实。在贝科夫的领导
下，苏联对胶凝材料在外部介质作用条件下使用状况的科学理论工作
有了迅猛发展。
如前所述，在俄国革命以机混授土抗蚀性方面的研究工作仅局
限于海上构筑物．由于工业尚不发达，钢筋混凝土在工业构筑物中的
应用受到了限制。
在伟大的十月社会主义革命以后，国家的工业化发展向建设者们
提出了新任务：必须广泛研究混凝土在各种介质中的腐蚀性问题，以
便建造可供长期使用的耐久性水利工程和工业构筑物。
在设计大型混疑土和钢筋混凝土构筑物时，例如莫斯科大运河、
德聂伯河水电站、伏尔加河水电站时，进行了大量的调研工作，以评
价混疑土对各种成分天然水的抗蚀性能。建筑材料领域内的著名学者
C．H．德鲁日宁(C．H．真四双n阳M)、f．K．杰明耶夫(『．x．取皿叮铲
。M)、B*A．金德(B．A．K曰gA J、B．H．尤思格(B．H．扔曰r)等人对
台有活性矿物掺合料的混凝土性能进行了研究。他们专门成立了火山
灰水泥委员会，在总结研究成果的基础上，建议在波特兰水泥中加入
水硬性掺合格这对于提高温凝土抵抗水和某些盐镕液的溶解作用是
有益的。用火山次波特兰水扼制成的洛凝土的抗硫酸盐性能，也已得
到证实．
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