混凝土老化的原因和对策

《混凝土老化的原因和对策》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第21卷第4期1999年7月南京化工人学学报JOURNALOFNANJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGYVol.21No.4July1999综述混凝土老化的原因和对策吴学权（南京化工人学材料科学与工程学院，南京,210009）摘要讨论混凝土在自然环境中的老化的原因及延缓老化延长混凝土工程服务期的对策。着重探讨SO2・、・、4Cl、温度与湿度等因素对混凝土的破坏作用，尤其是各因素的共同作用。CO2关键词混凝土环境老化对策中图分类号TU5混凝土是国民经济建设中应用最广、用量最大的建筑材料。以1997年我国水泥产量为5亿t计,可生产混凝土约20亿m。混凝

2、土在环境屮会受到各种破坏因素的影响而老化甚至损坏，缩短了服务年限。每年要花费巨资用于混凝土工程的维修或重建。本文着重讨论环境因素对混凝土的影响，分析老化的原因并提出相应的对策。3液屮。但在现场条件下，温湿度都是经常变化的。当温度上升时，水泥水化反应加快，但所有破坏性反应亦被加速；反Z亦然。同时，升温促使混凝土内部水分挥发。Spearsi2]认为，当混凝土内部相对湿度RH小于80%时，水泥水化将停止。对于掺有火山灰质混合材的水泥，这个彫响更为明显。Thomas将粉煤灰水泥净浆在Ca（OH）2溶液屮养护7d后置于干燥环境屮继续养护，发现在RH<81%时,28d内粉煤灰很少发生反应;R

3、HW66%时,180d内也儿乎没有检测到火山灰反应的发生。Ramezanianpour指Hl,合理的养护温度和湿度是保证混凝土达到最高强度、最低孔隙率及最高的抗C1-渗透能力必不可少的。当混凝土脱模后在38°C,RH=65%条件下养护会得到最差的结果。所以施工初期（一般为7d）的保湿养护是很重要的，尤其是对混合水泥，否则难以保证水泥和混合材的充分水化。然而，多数破坏性化学反应，如硫酸盐腐蚀、钢筋锈蚀等也会在水分足够时发生，在相对干燥的环境中（RH&It;80%）它们也难以进行。出于温度和湿度对有益和有害的反应将同时发生作用，因此如何促进有益反应、抑制有害反应值得予以研究。此外，温

4、度在零度左右的频繁交替将导致冻融破坏，干湿交替变化强烈（如海水的潮涨潮落，风吹口晒与用淋）会引发混凝土体积变化而产生的应力破坏。[4[[3]1混凝土老化的环境因素随着工业化程度的提高，自然环境受污染的程度也在提高。例如各种燃料燃烧所产生的CO2不仅造成温室效应而且导致混凝土碳化，而SO2等酸性气体不仅产生酸雨而且对混凝土有腐蚀作用。大气屮的尘埃沉降后在雨水作用下其浸出液呈酸性（pH值可达3.82〜7.23）,并含有SO、、CINO等离子[1]o混凝土公路和桥梁在冬季常用去冰盐化冻而导致C1对钢筋的危害。在以上各种因素中，对混凝土危害最严重的莫过于SO2・、■和CO2o4大气温度C

5、l与湿度的变化及其交替作用对混凝土的危害亦应引起足够的重视。通常在实验室中研究砂浆和混凝十.在各种破坏因素作用卜•的耐久性时往往是在一定的温度和湿度环境中进行的。例如温度常保持在很窄的范围内（各国标准不同，中国、美国与欧洲分別为20°C、21°C与18°C左右），而且试样大多浸泡在水溶243收稿日期：1998-05-14第4期吴学权：混凝土老化的原因和对策[7]692混凝土老化的反应机理混凝土主要由駛化的水泥浆体、集料和钢筋等部分组成的，上述环境因素对这些组分都有破坏作用。2.1硬化水泥浆体破坏的基本化学反应硅酸盐水泥的水化产物主要是氢氧化钙CH、水化硅酸钙CSH和水化硫铝酸钙A

6、Fto它们在上述S02・、Cl-和CO2的作用下会发生化学反应而破4坏,其反应类型与程度还与这些侵蚀性阴离子所伴随的阳离子有关。现分别描述如下:2.1.1CHCH在CO2作用下生成CaCO3或易溶的Ca(HCO3)2[5]oCH与硫酸盐反应生成石膏，固相体积增加1.24倍。其屮CH与Na2SO4反应还生成NaOH,有利于液相碱度的提高和对混合材的碱激发作用，但亦易引起泛碱和碱集料反应。CH与CaC12反应可能生成膨胀性产物3CaO?CaC12?15H2OL6J。CH在水和酸性溶液中会被溶出增加孔隙，由于液和屮CH浓度下降还会使其他水化产物发生分解。2.1.2CSHCSH是水泥石屮

7、最主要的胶凝性物质，其数量亦最多，约占总水化产物的70%oCSH在CO2侵蚀作用下生成CaCO3与硅胶，如有CaSO4同时参与反应则可能生成硅灰石膏(Thaumasite)[1]。CSH在2+2+MgSO4作用卜-首先是其Ca被Mg取代生成胶凝性能差的水化硅酸镁，继续反应可使CSH分解为石膏和硅胶以及溶解度极小的Mg(OH)2o一般说CSH是难溶于水的，但因CH被水溶出后液相中CH浓度下降使CSH处于不稳定状态，其CaO/SiO2摩尔比降低直至分解为没有胶凝性的硅胶和CHo在酸性