混凝土的耐久性.ppt

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1、混凝土的耐久性目录混凝土的渗透性化学迁移化学侵蚀物理侵蚀概述混凝土的耐久性的含义：抵抗因服役环境外部因素和材料内部原因造成的侵蚀和破坏，而保持其原有性能不变的能力。混凝土的三个主要成分：集料、浆体和加筋材料，其中任一组分的有害性质都会使混凝土损坏，同时也可由于化学的或物理的因素而损坏。概述化学侵蚀：渗滤和盐霜，硫酸盐腐蚀，碱--集料反应，酸类和碱类，金属的腐蚀；物理腐蚀包括：冻融，干湿，温度变化，磨损和磨耗。破坏的钢筋混凝土结构第一节：混凝土的渗透性对耐久性影响最大的单一参数是水灰比W/C（或水胶比W/cm）。如果W/C比减小，则浆体的孔隙率减少，混凝

2、土变得不透水。W/C比的变化对渗透性的影响主要受制于毛细孔的孔隙率，而不是凝胶孔的孔隙率。＊＊＊第一节：混凝土的渗透性当W/C比大于0.42后，毛细孔的体积将明显增加。水灰比对渗透性的影响图第一节：混凝土的渗透性混凝土的渗透性对混凝土耐久性起着重要的作用，因为渗透性控制着水分渗入的速率，这些水可能含有侵蚀性的化合物，同时也控制混凝过程中受热或冰冻时水的移动。W/C比对混凝土耐久性起双重的作用，因为低W/C比也能增加混凝土的强度，从而改善混凝土抵抗因有害反应而产生内应力的破坏。＊＊第一节：混凝土的渗透性达西定律反映水流通过水泥浆体的流速规律表达式：v——

3、水的速度h——龙头（水压力）x——试件的厚度；Kp——渗透系数第一节：混凝土的渗透性水泥浆的Kp不是常数，此值决定与W/C比和水泥浆的龄期密实的充分水化的水泥浆体水泥浆体的泥龄对渗透系数的影响（W/C=0.51)第一节：混凝土的渗透性经过养护后的浆体渗透系数是非常小的，即使总孔隙率高时，其渗透系数与低孔隙率的岩石同级。因此可总结为水并不能顺利通过细小的胶孔，其渗透性受互相连通的毛细孔网络所控制。如继续水化，则由于C-S-H凝胶的形成而堵塞了互相连通的孔，使毛细管网络变得愈加扭曲，并伴有Kp不断减小。达到出现完全不连通毛细孔所需要的养护时间是W/C的函数

4、。W/C养护时间/d0.4030.4570.50280.601800.70365>0.70不可能形成第一节：混凝土的渗透性掺入辅助胶凝材料，特别是硅灰，可以显著降低渗透性——事实上这种下降比仅降低水胶比W/C的效果更明显。硅灰的掺入同时减小了孔隙率和孔的尺寸。第二节:化学迁移大部分混凝土都含有毛细孔水，化学迁移将由孔溶液和化学物质的相互作用控制。酸将溶解水泥浆体的组成和一些集料，从而提高了混凝土的渗透性和扩散系数。一些有机物会形成钙皂，将减小渗透性，但大部分碳氢化合物与混凝土不发生反应。一些无机盐，如氯化钠和氯化钙将对混凝土产生像冻融破坏加剧的物理作用

5、或者与混凝土内部的钢筋反应，使钢筋锈蚀。其他物质，如硫酸盐由于化学侵蚀使混凝土严重损伤。第三节:化学侵蚀1.渗滤和盐霜当水分能经材料渗出时，无论连续或间歇的，或当暴露的表面受干湿交替作用时，混凝土的表面几乎常常出现盐霜。盐霜由沉积的盐类所组成，这些盐类可能是混凝土渗析出的盐经蒸发水分后的结晶，或与大气中二氧化碳相互作用的结晶而生成。典型的盐类为硫酸盐、钠、钾或钙的碳酸盐，其主要组成是碳酸钙。第三节:化学侵蚀盐霜的产生表明在混凝土内部发生了明显的渗滤，严重的渗滤导致孔隙率增加，从而降低混凝土的强度和增加了受侵蚀性化合物作用的弱点。氢氧化钙是水化产物，它最

6、易从混凝土中渗出；C-S-H凝胶本来是不分解的，只有长期处于严重渗滤条件下才会分解。因此，氢氧化钙含量多的水泥浆体，更易于渗滤和起霜，在不利条件下损坏的可能性更大。渗出速率取决于渗透水中含有各种溶解盐的总量。第三节:化学侵蚀2.硫酸盐侵蚀化学侵蚀最广泛和最普通的形式是硫酸盐的侵蚀。图为被硫酸盐腐蚀土壤破坏的混泥土柱第三节:化学侵蚀硫酸盐侵蚀的机理硫酸盐侵蚀引起的危害性包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解。水泥中的C3A含量过高将使混凝土遭受硫酸盐腐蚀，其主要原因是单硫型铝酸盐形成钙矾石。此反应伴有固体体积增加55%，引起浆体内部体积膨胀，

7、并同时产生内应力，最后导致开裂。体积膨胀也可由微晶状态的钙矾石吸水引起。（1）第三节:化学侵蚀硫酸盐腐蚀开始是硫酸根离子和氢氧化钙反应：（2）此反应又称为石膏腐蚀，因为它伴随固体体积产生约120%的膨胀。对于较高的硫酸盐浓度，在10年甚至更长的时间内，石膏腐蚀与式（1）所表达的钙矾石结晶腐蚀相比仍处于次要地位。然而，长期暴露在硫酸盐环境中，即使硅酸盐水泥中铝酸盐浓度较低，石膏腐蚀也将称为破坏的主要原因。第三节:化学侵蚀不同硫酸盐的影响硫酸镁腐蚀性较强，因为由于存在镁离子，有可能增加额外的腐蚀反应，从而使C-S-H和硫铝酸钙分解：（3）（4）所形成的硅胶

8、，如反应式（3）所示，可以与MH缓慢反应形成无胶凝性的硅酸镁晶体。当MgSO4浓度很高时，硫铝