大量的混凝土和凝胶材料用于污水处理系统。对于许多基础设施,污水中的微生物可以形成侵蚀性的水溶液,这可能会损害胶凝材料,降低材料的使用寿命。在污水环境下,污水处理建筑混凝土要受到各种酸、碱、有机物、无机物和微生物的腐蚀、机械冲击与磨蚀及气候因素的作用,腐蚀机理非常复杂,涉及到生物科学,材料科学,水处理科学,化学以及结构工程学等多个领域,是一门交叉性学科。本课题主要研究了污水中的酸对于水泥砂浆和水泥净浆的腐蚀机理,设计了专门的试验,用化学硫酸和柠檬酸来模拟加速腐蚀过程,模拟了典型的酸腐蚀环境,研究了不同环境下酸对于水泥砂浆和水泥净浆的腐蚀,得出相关的结论。在模拟实验中,对于不同浓度以及温度的硫酸和柠檬酸对水泥砂浆和水泥净浆样本的腐蚀情况进行研究,首先,对比研究了腐蚀过程中质量和强度的变化规律,确定了酸腐蚀的质量演变规律,并就其腐蚀过程中腐蚀产物进行SEM观察和XRD等分析。其次,通过化学反应动力学原理,分析确定两者的化学反应级数,建立了水泥石在酸腐蚀环境下的孔隙率变化计算模型。从试验结果分析来看,相同温度下,酸的浓度越高,样本的腐蚀越严重;而相同浓度下,温度的增加,提高了其参与反应物质的化学活性,使反应更迅速,反应程度也更深,腐蚀更易发生,这就意味着温度的升高可以促进这种腐蚀反应的进行。硫酸腐蚀产物在扫描电镜下为呈细棒状硫酸钙晶须,柠檬酸腐蚀产物则为短棒状柠檬酸钙。两种酸腐蚀的化学反应均为一级反应,其活化能分别为32.6kJ/mol和15.3kJ/mol。用一级反应速率方程λ=a’(1-e-tltb)来表征了酸腐蚀后砂浆质量演变规律,并确定了不同温度和不同浓度下的硫酸和柠檬酸对应的参数’a和tb。在硫酸侵蚀混凝土的化学反应模型基础上,进一步对硫酸和柠檬酸对水泥石的侵蚀进行了分析对比,建立了水泥石在硫酸和柠檬酸的腐蚀下孔隙率变化的计算模型φ=φ0-VCH(nCH-n0CH)-nSi(VCSH+V0CSH)。在污水环境中,混凝土受到的腐蚀情况更为复杂,是化学和生物化学共同作用的结果。因此,单一的酸腐蚀试验并不能完全模拟污水环境对混凝土的腐蚀情况。