硬化混凝土性能講義

1、硬化混凝土性能講義一、混凝土的抗壓強(qiáng)度一、混凝土的抗壓強(qiáng)度l立方體抗壓強(qiáng)度：邊長(zhǎng)為立方體抗壓強(qiáng)度：邊長(zhǎng)為100mm、150mm、200mm的立方體試件的立方體試件l軸心抗壓強(qiáng)度：軸心抗壓強(qiáng)度：150mm150mm300mm的棱柱體試件的棱柱體試件l圓柱體抗壓強(qiáng)度：圓柱體抗壓強(qiáng)度：150mm300mm的的圓柱體試件圓柱體試件l攪拌：攪拌：實(shí)驗(yàn)室制作試件：一般先加砂子、石子實(shí)驗(yàn)室制作試件：一般先加砂子、石子, ,再再加水泥加水泥, ,摻合料，然后加水和外加劑，共同攪拌摻合料，然后加水和外加劑，共同攪拌2 25 5分鐘。分鐘。 商品混凝土攪拌站：根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不商品混凝土攪拌站：根據(jù)混凝土強(qiáng)度等

2、級(jí)不同、攪拌機(jī)不同，設(shè)計(jì)不同的投料順序和攪拌時(shí)間。同、攪拌機(jī)不同，設(shè)計(jì)不同的投料順序和攪拌時(shí)間。l成型：成型：將混凝土拌合物一次裝入試模，采用震動(dòng)臺(tái)將混凝土拌合物一次裝入試模，采用震動(dòng)臺(tái)成型，振動(dòng)至混凝土表面出漿為止。刮去多余的混成型，振動(dòng)至混凝土表面出漿為止。刮去多余的混凝土并抹平。凝土并抹平。l養(yǎng)護(hù)：養(yǎng)護(hù)：成型后覆蓋表面，在成型后覆蓋表面，在202055靜置一晝夜，靜置一晝夜，拆模，在拆模，在202033，相對(duì)濕度，相對(duì)濕度9090以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)至齡期。室中養(yǎng)護(hù)至齡期。l抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：將試件表面擦拭干凈，測(cè)量尺寸，將試件表面擦拭干凈，測(cè)量尺寸，放在壓力機(jī)

3、的承壓板中央，以試件的澆注面作為放在壓力機(jī)的承壓板中央，以試件的澆注面作為受壓面?；炷翉?qiáng)度等級(jí)低于受壓面?；炷翉?qiáng)度等級(jí)低于C30C30時(shí)，加荷速度取時(shí)，加荷速度取每秒鐘每秒鐘0.30.30.5MPa0.5MPa；混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于或等于；混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于或等于C30C30時(shí)，取每秒鐘時(shí)，取每秒鐘0.50.50.8MPa0.8MPa。l試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算：試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算：以三個(gè)試件測(cè)值的算術(shù)平均值以三個(gè)試件測(cè)值的算術(shù)平均值作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值。作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值。 三個(gè)測(cè)值中的最大值或最小值中如有一個(gè)與中三個(gè)測(cè)值中的最大值或最小值中如有一個(gè)與中間值的差值超過(guò)中間值的間值的差值超過(guò)中間值的

4、1515時(shí)，則把最大及時(shí)，則把最大及最小值一并舍除，取中間值作為該組試件的抗最小值一并舍除，取中間值作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值。壓強(qiáng)度值。 如有兩個(gè)測(cè)值與中間值的差均超過(guò)中間值的如有兩個(gè)測(cè)值與中間值的差均超過(guò)中間值的1515，則該組試件的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。，則該組試件的試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。試件尺寸試件尺寸(mm)集料最大粒徑集料最大粒徑(mm)強(qiáng)度的尺寸強(qiáng)度的尺寸換算系數(shù)換算系數(shù)100100100300.95150150150401200200200601.05l混凝土強(qiáng)度等級(jí)是按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)是按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)確定的。確定的。l立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是指具有立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)

5、值是指具有95保證率的保證率的立方體抗壓強(qiáng)度，也就是指在混凝土立方體抗立方體抗壓強(qiáng)度，也就是指在混凝土立方體抗壓強(qiáng)度測(cè)定值的總體分布中，低于該值的百分壓強(qiáng)度測(cè)定值的總體分布中，低于該值的百分率不超過(guò)率不超過(guò)5。l分為分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 12個(gè)等級(jí)。個(gè)等級(jí)。lC30表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度30MPa，其，其保證率為保證率為95。l不同的建筑工程，不同的部位采用不同不同的建筑工程，不同的部位采用不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。l實(shí)際工程強(qiáng)度：與工程相同的環(huán)境下養(yǎng)實(shí)際工程強(qiáng)度：與工程相同

6、的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)，按需要的齡期進(jìn)行測(cè)試，作為現(xiàn)場(chǎng)護(hù)，按需要的齡期進(jìn)行測(cè)試，作為現(xiàn)場(chǎng)混凝土質(zhì)量控制的依據(jù)?；炷临|(zhì)量控制的依據(jù)。l混凝土是一種脆性材料，在直接受拉時(shí)，混凝土是一種脆性材料，在直接受拉時(shí)，變形很小就會(huì)開裂、破壞。變形很小就會(huì)開裂、破壞。l脆性系數(shù)：混凝土抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度脆性系數(shù)：混凝土抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值。在的比值。在9.014.5之間。隨混凝土強(qiáng)之間。隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高，脆性系數(shù)越大。度等級(jí)提高，脆性系數(shù)越大。l抗拉強(qiáng)度是確定混凝土抗裂度的重要指抗拉強(qiáng)度是確定混凝土抗裂度的重要指標(biāo)，也可用來(lái)間接衡量混凝土與鋼筋的標(biāo)，也可用來(lái)間接衡量混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度。粘結(jié)強(qiáng)度。l軸向抗拉

7、強(qiáng)度：難取得滿意結(jié)果軸向抗拉強(qiáng)度：難取得滿意結(jié)果l劈裂抗拉強(qiáng)度：劈裂抗拉強(qiáng)度：150mm150mm150mm立方體立方體l彎曲抗拉強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度）彎曲抗拉強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度） 三分點(diǎn)加載法：三分點(diǎn)加載法：150mm150mm600mm棱柱體小梁棱柱體小梁 中心點(diǎn)加載法中心點(diǎn)加載法劈裂抗拉試驗(yàn)示意圖劈裂抗拉試驗(yàn)示意圖1 1上壓板上壓板2 2墊條墊條3 3墊層墊層4 4下壓板下壓板三分點(diǎn)加載法試驗(yàn)示意圖三分點(diǎn)加載法試驗(yàn)示意圖中心點(diǎn)加載法試驗(yàn)示意圖中心點(diǎn)加載法試驗(yàn)示意圖1.水泥強(qiáng)度等級(jí)：越高水泥強(qiáng)度等級(jí)：越高所配制的混凝土中的水泥漿體強(qiáng)度越高；所配制的混凝土中的水泥漿體強(qiáng)度越高；水泥漿體與集料間的粘結(jié)力

8、越大。水泥漿體與集料間的粘結(jié)力越大。 混凝土的強(qiáng)度也越高混凝土的強(qiáng)度也越高 2.水灰比：在一定范圍內(nèi)，隨水灰比的減小，強(qiáng)度水灰比：在一定范圍內(nèi)，隨水灰比的減小，強(qiáng)度有規(guī)律的提高。有規(guī)律的提高。用于水化后多余的水分殘留在混凝土中，形成水泡用于水化后多余的水分殘留在混凝土中，形成水泡和水道，揮發(fā)后形成氣孔和孔道和水道，揮發(fā)后形成氣孔和孔道減少了抵抗荷載的有效斷面；減少了抵抗荷載的有效斷面； 受力時(shí)在孔隙和孔道周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起受力時(shí)在孔隙和孔道周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起微裂紋的擴(kuò)展。微裂紋的擴(kuò)展。 混凝土強(qiáng)度降低混凝土強(qiáng)度降低混凝土強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系式：混凝土強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系式：fcu,0 =a

9、 a fce (C/W) -b b fcu,0混凝土混凝土28天抗壓強(qiáng)度，天抗壓強(qiáng)度，MPa；fce水泥強(qiáng)度等級(jí)或?qū)嶋H強(qiáng)度，水泥強(qiáng)度等級(jí)或?qū)嶋H強(qiáng)度，MPa；C/W灰水比，適用范圍灰水比，適用范圍1.23.0；a a、b b 回歸系數(shù)，與集料品種、水泥品種有關(guān)?；貧w系數(shù)，與集料品種、水泥品種有關(guān)。碎石：碎石： a a 0.46， b b 0.07卵石：卵石： a a 0.48， b b 0.33利用上式解決：利用上式解決：當(dāng)水泥強(qiáng)度等級(jí)當(dāng)水泥強(qiáng)度等級(jí)fce已經(jīng)選定，配制某一強(qiáng)度已經(jīng)選定，配制某一強(qiáng)度f(wàn)cu,0的混凝土?xí)r，計(jì)算出應(yīng)用的水灰比的混凝土?xí)r，計(jì)算出應(yīng)用的水灰比W/C近似值。近似值。當(dāng)已知

10、水泥強(qiáng)度等級(jí)當(dāng)已知水泥強(qiáng)度等級(jí)fce和選定水灰比和選定水灰比W/C時(shí)，計(jì)時(shí)，計(jì)算該混凝土算該混凝土28天可能達(dá)到的強(qiáng)度天可能達(dá)到的強(qiáng)度f(wàn)cu,0 。l品種：與卵石相比，碎石表面粗糙富有棱角對(duì)強(qiáng)度更有利品種：與卵石相比，碎石表面粗糙富有棱角對(duì)強(qiáng)度更有利與水泥漿體的粘結(jié)力較強(qiáng)；與水泥漿體的粘結(jié)力較強(qiáng)；顆粒之間具有嵌固作用。顆粒之間具有嵌固作用。石子品種的影響與所用水灰比有關(guān)：石子品種的影響與所用水灰比有關(guān)：a.W/C 0.4時(shí)，碎石混凝土與卵石混凝土強(qiáng)度差值可高達(dá)時(shí)，碎石混凝土與卵石混凝土強(qiáng)度差值可高達(dá)38；因?yàn)橹饕転榻缑鎻?qiáng)度因?yàn)橹饕転榻缑鎻?qiáng)度b.隨隨W/C增大，兩者差值逐漸減少；增大，兩

11、者差值逐漸減少；c.W/C0.65，兩者的強(qiáng)度差異不太顯著。因?yàn)橹饕転樗?，兩者的?qiáng)度差異不太顯著。因?yàn)橹饕転樗酀{強(qiáng)度泥漿強(qiáng)度l質(zhì)量：質(zhì)量：有害雜質(zhì)含量過(guò)多，降低混凝土強(qiáng)度；有害雜質(zhì)含量過(guò)多，降低混凝土強(qiáng)度；與水泥漿體有一定程度的化學(xué)反應(yīng)，影響界面與水泥漿體有一定程度的化學(xué)反應(yīng)，影響界面強(qiáng)度。如：強(qiáng)度。如：a.石英巖、玄武巖等酸性集料可與水泥漿中的石英巖、玄武巖等酸性集料可與水泥漿中的Ca(OH)2反應(yīng)，在界面生成強(qiáng)度較高的水化硅酸反應(yīng)，在界面生成強(qiáng)度較高的水化硅酸鈣反應(yīng)層；鈣反應(yīng)層；b.部分碳酸鹽質(zhì)堿性集料會(huì)形成弱的接觸層，界部分碳酸鹽質(zhì)堿性集料會(huì)形成弱的接觸層，界面水泥漿強(qiáng)度較低。

12、面水泥漿強(qiáng)度較低。l數(shù)量集灰比：對(duì)數(shù)量集灰比：對(duì)C35以上混凝土強(qiáng)度影響大以上混凝土強(qiáng)度影響大W/C一定時(shí)，集灰比增大，混凝土強(qiáng)度提高一定時(shí)，集灰比增大，混凝土強(qiáng)度提高集料增多，表面積增加，吸收了部分潤(rùn)濕水，集料增多，表面積增加，吸收了部分潤(rùn)濕水，降低了有效水灰比，使水泥漿體密實(shí)；降低了有效水灰比，使水泥漿體密實(shí)；水泥漿數(shù)量減少，混凝土內(nèi)的總孔隙體積減少。水泥漿數(shù)量減少，混凝土內(nèi)的總孔隙體積減少。l濕度：濕度：a.a.水泥凝結(jié)以后水化反應(yīng)只能在毛細(xì)孔內(nèi)水泥凝結(jié)以后水化反應(yīng)只能在毛細(xì)孔內(nèi)發(fā)生，所以要防止毛細(xì)孔中水的蒸發(fā)。發(fā)生，所以要防止毛細(xì)孔中水的蒸發(fā)。b.b.潮濕環(huán)境下養(yǎng)護(hù)：濕砂覆蓋、噴霧、浸

13、潮濕環(huán)境下養(yǎng)護(hù)：濕砂覆蓋、噴霧、浸水和塑料薄膜覆蓋。水和塑料薄膜覆蓋。l溫度：對(duì)混凝土強(qiáng)度的發(fā)展有很大影響溫度：對(duì)混凝土強(qiáng)度的發(fā)展有很大影響溫度較低混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)率下降，需要較長(zhǎng)的潮濕養(yǎng)護(hù)溫度較低混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)率下降，需要較長(zhǎng)的潮濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間。時(shí)間。早期養(yǎng)護(hù)溫度稍低，混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展較慢，但后期早期養(yǎng)護(hù)溫度稍低，混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展較慢，但后期強(qiáng)度發(fā)展較好。強(qiáng)度發(fā)展較好。高溫養(yǎng)護(hù)可以提高早期強(qiáng)度，但后期強(qiáng)度較低。高溫養(yǎng)護(hù)可以提高早期強(qiáng)度，但后期強(qiáng)度較低。因?yàn)樗囝w粒外表過(guò)早形成水化產(chǎn)物，不易分布均勻：因?yàn)樗囝w粒外表過(guò)早形成水化產(chǎn)物，不易分布均勻：a.a.水化物稠密度較低的區(qū)域，成為水泥漿體的薄

14、弱點(diǎn)，降水化物稠密度較低的區(qū)域，成為水泥漿體的薄弱點(diǎn)，降低了整體強(qiáng)度；低了整體強(qiáng)度；b.b.水化物稠密度過(guò)高的區(qū)域，水化物包裹在水泥粒子周圍，水化物稠密度過(guò)高的區(qū)域，水化物包裹在水泥粒子周圍，阻礙水分進(jìn)入內(nèi)部繼續(xù)進(jìn)行水化反應(yīng)，從而減少了水化產(chǎn)阻礙水分進(jìn)入內(nèi)部繼續(xù)進(jìn)行水化反應(yīng)，從而減少了水化產(chǎn)物的量，后期強(qiáng)度降低。物的量，后期強(qiáng)度降低?；炷翉?qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)：混凝土強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)：Rt=Algt+Bl對(duì)數(shù)公式：對(duì)數(shù)公式：Rn=R28lgn/lg28 ( n3)l斯拉特公式：斯拉特公式：R28=R7+k R7l非標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件：非標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件：a.試件尺寸越小，環(huán)箍效應(yīng)越大，對(duì)測(cè)得試件尺寸越小，環(huán)箍效

15、應(yīng)越大，對(duì)測(cè)得的強(qiáng)度值的提高效果更大；的強(qiáng)度值的提高效果更大；b.試件尺寸越大，出現(xiàn)裂紋、孔隙的機(jī)會(huì)試件尺寸越大，出現(xiàn)裂紋、孔隙的機(jī)會(huì)越多，強(qiáng)度值偏低。越多，強(qiáng)度值偏低。l加荷速度：越大，測(cè)得的強(qiáng)度值越高加荷速度：越大，測(cè)得的強(qiáng)度值越高一、非荷載作用狀態(tài)下的變形一、非荷載作用狀態(tài)下的變形1.化學(xué)收縮：水泥水化使生成物總體積小化學(xué)收縮：水泥水化使生成物總體積小于反應(yīng)物總體積。于反應(yīng)物總體積。l不可恢復(fù)。不可恢復(fù)。l收縮值隨齡期延長(zhǎng)而增加，與時(shí)間的對(duì)收縮值隨齡期延長(zhǎng)而增加，與時(shí)間的對(duì)數(shù)成正比。數(shù)成正比。l在在40多天內(nèi)增長(zhǎng)較快，以后減緩。多天內(nèi)增長(zhǎng)較快，以后減緩。l由于毛細(xì)孔水蒸發(fā)及部分凝膠體顆粒

16、中的吸附由于毛細(xì)孔水蒸發(fā)及部分凝膠體顆粒中的吸附水蒸發(fā)所致。水蒸發(fā)所致。l大部分可恢復(fù)。大部分可恢復(fù)。l收縮受到約束，會(huì)引起混凝土開裂。收縮受到約束，會(huì)引起混凝土開裂。l結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：配筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：配筋l原材料品質(zhì)：如水泥品種（火山灰水泥收縮大原材料品質(zhì)：如水泥品種（火山灰水泥收縮大于普通水泥）、水泥強(qiáng)度等級(jí)（越高，混凝土于普通水泥）、水泥強(qiáng)度等級(jí)（越高，混凝土收縮越大）、集料含泥量（越大，混凝土收縮收縮越大）、集料含泥量（越大，混凝土收縮越大）越大）l混凝土配合比：如水泥用量、水灰比、砂率混凝土配合比：如水泥用量、水灰比、砂率l養(yǎng)護(hù)：保濕養(yǎng)護(hù)：保濕l溫度升高溫度升高1 ，1m3混凝土約膨脹混凝土

17、約膨脹0.01mm。l混凝土是熱不良導(dǎo)體，散熱較慢，熱量聚集在混凝土是熱不良導(dǎo)體，散熱較慢，熱量聚集在混凝土內(nèi)部，使內(nèi)外產(chǎn)生溫差，對(duì)大體積混凝混凝土內(nèi)部，使內(nèi)外產(chǎn)生溫差，對(duì)大體積混凝土溫差可達(dá)土溫差可達(dá)5070 。l內(nèi)部溫度高混凝土體積膨脹，外部溫度隨氣溫內(nèi)部溫度高混凝土體積膨脹，外部溫度隨氣溫降低混凝土體積收縮，兩者相互制約，在混凝降低混凝土體積收縮，兩者相互制約，在混凝土外表層產(chǎn)生很大拉應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生裂縫。土外表層產(chǎn)生很大拉應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生裂縫。l水泥用量、凝結(jié)特性的影響。水泥用量、凝結(jié)特性的影響。l養(yǎng)護(hù)制度的影響。養(yǎng)護(hù)制度的影響。l伸縮縫設(shè)置。伸縮縫設(shè)置。l彈性變形：加載時(shí)出現(xiàn)，卸

18、載時(shí)恢復(fù)到彈性變形：加載時(shí)出現(xiàn)，卸載時(shí)恢復(fù)到原始狀態(tài)的變形。原始狀態(tài)的變形。l塑性變形：加載時(shí)出現(xiàn)，卸載時(shí)不能恢塑性變形：加載時(shí)出現(xiàn)，卸載時(shí)不能恢復(fù)到原始狀態(tài)的變形。復(fù)到原始狀態(tài)的變形。l混凝土是一種多相復(fù)合材料，既有彈性混凝土是一種多相復(fù)合材料，既有彈性變形，又有塑性變形，是一種彈塑性材變形，又有塑性變形，是一種彈塑性材料。料。l隨應(yīng)力增大，應(yīng)力與應(yīng)變的比值減小。隨應(yīng)力增大，應(yīng)力與應(yīng)變的比值減小。加荷和卸荷時(shí)混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線加荷和卸荷時(shí)混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線混凝土在低應(yīng)力重復(fù)荷混凝土在低應(yīng)力重復(fù)荷載時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線載時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線l割線彈性模量：割線彈性模量：在低應(yīng)力下，隨荷載重復(fù)次數(shù)在低應(yīng)

19、力下，隨荷載重復(fù)次數(shù)增加，塑性變形的增量逐漸減少，最后得到的增加，塑性變形的增量逐漸減少，最后得到的應(yīng)力應(yīng)變曲線與初始切線平行，割線應(yīng)力應(yīng)變曲線與初始切線平行，割線AC的彈性模量。的彈性模量。l測(cè)定：測(cè)定：采用采用150mm150mm300mm的棱柱的棱柱體試件，取其軸心抗壓強(qiáng)度值的體試件，取其軸心抗壓強(qiáng)度值的40作為試驗(yàn)作為試驗(yàn)控制應(yīng)力荷載值，經(jīng)多次反復(fù)加荷和卸荷，測(cè)控制應(yīng)力荷載值，經(jīng)多次反復(fù)加荷和卸荷，測(cè)得應(yīng)力與應(yīng)變的比值為彈性模量得應(yīng)力與應(yīng)變的比值為彈性模量Ec。l混凝土強(qiáng)度越高，彈性模量越高?；炷翉?qiáng)度越高，彈性模量越高。l混凝土配合比影響：集料含量較多，水混凝土配合比影響：集料含量較

20、多，水灰比較小，彈性模量較大?；冶容^小，彈性模量較大。l養(yǎng)護(hù)制度影響：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件好。養(yǎng)護(hù)制度影響：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件好。l齡期影響：越長(zhǎng)，彈性模量越大。齡期影響：越長(zhǎng)，彈性模量越大。l徐變：混凝土在長(zhǎng)期恒定荷載作用下，隨時(shí)間徐變：混凝土在長(zhǎng)期恒定荷載作用下，隨時(shí)間延長(zhǎng)，沿作用力方向的變形發(fā)展，一般要延長(zhǎng)，沿作用力方向的變形發(fā)展，一般要23年才趨于穩(wěn)定。年才趨于穩(wěn)定。l在荷載作用初期，徐變變形增長(zhǎng)較快，以后逐在荷載作用初期，徐變變形增長(zhǎng)較快，以后逐漸變慢，最終穩(wěn)定下來(lái)。漸變慢，最終穩(wěn)定下來(lái)。l加荷：瞬時(shí)變形（彈性變形）加荷：瞬時(shí)變形（彈性變形） 徐變徐變l卸荷：瞬時(shí)恢復(fù)（彈性變形恢復(fù)）卸荷：瞬時(shí)恢復(fù)

21、（彈性變形恢復(fù)） 徐變恢復(fù)徐變恢復(fù)l原因：在長(zhǎng)期荷載作用下原因：在長(zhǎng)期荷載作用下a.水泥石中的凝膠體產(chǎn)生粘性流動(dòng)，向毛細(xì)孔內(nèi)水泥石中的凝膠體產(chǎn)生粘性流動(dòng)，向毛細(xì)孔內(nèi)遷移；遷移；b.凝膠體內(nèi)的吸附水或結(jié)晶水向內(nèi)部毛細(xì)孔遷移凝膠體內(nèi)的吸附水或結(jié)晶水向內(nèi)部毛細(xì)孔遷移滲透。滲透。初期：未填滿的毛細(xì)孔較多，遷移較容易，徐變初期：未填滿的毛細(xì)孔較多，遷移較容易，徐變?cè)鲩L(zhǎng)較快；增長(zhǎng)較快；后期：由于水化和遷移的進(jìn)行，毛細(xì)孔較少變小，后期：由于水化和遷移的進(jìn)行，毛細(xì)孔較少變小，徐變速度越慢。徐變速度越慢。l影響因素：影響因素：l水泥用量多，徐變大水泥用量多，徐變大l水灰比小，徐變小水灰比小，徐變小l水中養(yǎng)護(hù)，徐

22、變小水中養(yǎng)護(hù)，徐變小l混凝土彈性模量大，徐變小混凝土彈性模量大，徐變小l集料彈性模量大，徐變小集料彈性模量大，徐變小l定義：混凝土在長(zhǎng)期外界因素作用下，定義：混凝土在長(zhǎng)期外界因素作用下，抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長(zhǎng)期保持其良好的抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長(zhǎng)期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)安全、正常使用的能力稱為混凝土結(jié)構(gòu)安全、正常使用的能力稱為混凝土的耐久性。土的耐久性。l混凝土的耐久性主要包括抗?jié)B、抗凍、混凝土的耐久性主要包括抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、碳化、堿集料反應(yīng)及混凝土中抗侵蝕、碳化、堿集料反應(yīng)及混凝土中鋼筋銹蝕等性能。鋼筋銹蝕等性能。 鋼筋銹蝕鋼筋銹

23、蝕碳化碳化Cl-離子侵蝕離子侵蝕抗抗侵侵蝕蝕組分溶解和浸析組分溶解和浸析離子交離子交換反應(yīng)換反應(yīng)形成膨脹性產(chǎn)物形成膨脹性產(chǎn)物堿度降低堿度降低產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,變形開裂變形開裂CaCa2+2+作為可溶產(chǎn)物被移走作為可溶產(chǎn)物被移走CaCa2+2+作為不溶不膨脹產(chǎn)物被移走作為不溶不膨脹產(chǎn)物被移走C-S-HC-S-H中的中的CaCa2+2+被置換被置換強(qiáng)度下降強(qiáng)度下降質(zhì)量損失質(zhì)量損失孔隙增加孔隙增加抗?jié)B變差抗?jié)B變差l定義：混凝土抵抗水、油等液體在壓力定義：混凝土抵抗水、油等液體在壓力下滲透的性能。下滲透的性能。l抗?jié)B性是決定混凝土耐久性最主要的因抗?jié)B性是決定混凝土耐久性最主要的因素?？?jié)B性差，水及

24、有害介質(zhì)容易滲入，素。抗?jié)B性差，水及有害介質(zhì)容易滲入，抗凍、抗侵蝕、抗碳化、抗鋼筋銹蝕能抗凍、抗侵蝕、抗碳化、抗鋼筋銹蝕能力均下降。力均下降。測(cè)定：測(cè)定：l采用頂面直徑為采用頂面直徑為175mm175mm，底面直徑為，底面直徑為185mm185mm，高度為，高度為150mm150mm的圓臺(tái)體試件。的圓臺(tái)體試件。l將試件養(yǎng)護(hù)至要求的齡期時(shí)，使用抗?jié)B儀進(jìn)行試驗(yàn)。將試件養(yǎng)護(hù)至要求的齡期時(shí)，使用抗?jié)B儀進(jìn)行試驗(yàn)。l試驗(yàn)從水壓試驗(yàn)從水壓0.1MPa0.1MPa開始。以后每隔開始。以后每隔8h8h增加水壓增加水壓0.1MPa0.1MPa。當(dāng)六個(gè)試件中有三個(gè)試件端面出現(xiàn)滲水現(xiàn)象時(shí)，即可停當(dāng)六個(gè)試件中有三個(gè)試件

25、端面出現(xiàn)滲水現(xiàn)象時(shí)，即可停止試驗(yàn)并記錄當(dāng)時(shí)的水壓。止試驗(yàn)并記錄當(dāng)時(shí)的水壓。l混凝土的抗?jié)B標(biāo)號(hào)以每組六個(gè)試件中四個(gè)試件未出現(xiàn)滲混凝土的抗?jié)B標(biāo)號(hào)以每組六個(gè)試件中四個(gè)試件未出現(xiàn)滲水時(shí)的最大水壓力計(jì)算，其計(jì)算式為水時(shí)的最大水壓力計(jì)算，其計(jì)算式為S S10H10Hl l式中式中 S S抗?jié)B標(biāo)號(hào)；抗?jié)B標(biāo)號(hào)； H H六個(gè)試件中三個(gè)滲水時(shí)的水壓力（六個(gè)試件中三個(gè)滲水時(shí)的水壓力（MPaMPa）。）。 混凝土的滲透系數(shù)混凝土的滲透系數(shù)K K可用下式表示：可用下式表示：式中：式中：總孔隙率；總孔隙率； r r孔的水力半徑；孔的水力半徑； 流體的粘度；流體的粘度； C C常數(shù)。常數(shù)。說(shuō)明滲透性與總孔隙率和孔隙大小密切

26、相關(guān)，滲透說(shuō)明滲透性與總孔隙率和孔隙大小密切相關(guān)，滲透系數(shù)正比于孔隙半徑的平方，與總孔隙率成一次方的系數(shù)正比于孔隙半徑的平方，與總孔隙率成一次方的正比關(guān)系，因而孔徑大小對(duì)抗?jié)B性的影響比孔隙率的正比關(guān)系，因而孔徑大小對(duì)抗?jié)B性的影響比孔隙率的影響更大。影響更大。2rCK孔結(jié)構(gòu)孔結(jié)構(gòu)水灰比水灰比 研究表明，凝膠孔對(duì)抗?jié)B性幾乎無(wú)影響；毛細(xì)研究表明，凝膠孔對(duì)抗?jié)B性幾乎無(wú)影響；毛細(xì)孔，尤其是連通的毛細(xì)孔對(duì)抗?jié)B性極為不利?？?，尤其是連通的毛細(xì)孔對(duì)抗?jié)B性極為不利。l總孔隙率越大，滲透的通道就越多；總孔隙率越大，滲透的通道就越多；l孔徑大的毛細(xì)孔越多，滲透的通道越大；孔徑大的毛細(xì)孔越多，滲透的通道越大；l連通孔

27、越多，滲透的通道越通暢。連通孔越多，滲透的通道越通暢。 混凝土的抗?jié)B性越差混凝土的抗?jié)B性越差l集料與水泥漿體的界面：存在過(guò)渡的多集料與水泥漿體的界面：存在過(guò)渡的多孔區(qū)，集料越粗，影響越大?？讌^(qū)，集料越粗，影響越大。l混凝土搗實(shí)不良或泌水過(guò)度：形成滲透混凝土搗實(shí)不良或泌水過(guò)度：形成滲透的通路的通路l蒸氣養(yǎng)護(hù)：混凝土中部分水被蒸發(fā)形成蒸氣養(yǎng)護(hù)：混凝土中部分水被蒸發(fā)形成滲透的通路滲透的通路l混凝土先經(jīng)干燥然后受濕：干燥時(shí)混凝混凝土先經(jīng)干燥然后受濕：干燥時(shí)混凝土中的水被蒸發(fā)形成滲透的通路土中的水被蒸發(fā)形成滲透的通路l定義：是指混凝土在飽水狀態(tài)下，經(jīng)受定義：是指混凝土在飽水狀態(tài)下，經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用，

28、能保持強(qiáng)度和外觀多次凍融循環(huán)作用，能保持強(qiáng)度和外觀完整性的能力。完整性的能力。l 在寒冷地區(qū)，尤其是在接觸水又受凍的在寒冷地區(qū)，尤其是在接觸水又受凍的環(huán)境下的混凝土，要求具有較高的抗凍環(huán)境下的混凝土，要求具有較高的抗凍性能。性能。l由于混凝土內(nèi)部空隙和毛細(xì)孔道中的水結(jié)冰時(shí)產(chǎn)由于混凝土內(nèi)部空隙和毛細(xì)孔道中的水結(jié)冰時(shí)產(chǎn)生體積膨脹（生體積膨脹（9）和冷水遷移，產(chǎn)生一定的應(yīng)力，）和冷水遷移，產(chǎn)生一定的應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，則使混凝當(dāng)這種應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，則使混凝土產(chǎn)生微細(xì)裂縫。土產(chǎn)生微細(xì)裂縫。l微細(xì)裂縫為不可逆的結(jié)構(gòu)變化，在冰融化后不能微細(xì)裂縫為不可逆的結(jié)構(gòu)變化，在冰融化后

29、不能完全復(fù)原，所產(chǎn)生的膨脹仍有部分殘留，再次凍完全復(fù)原，所產(chǎn)生的膨脹仍有部分殘留，再次凍融時(shí)，原先形成的裂縫又由于結(jié)冰而擴(kuò)大。融時(shí)，原先形成的裂縫又由于結(jié)冰而擴(kuò)大。l在反復(fù)受凍融作用下，微細(xì)裂縫逐漸增多和擴(kuò)大，在反復(fù)受凍融作用下，微細(xì)裂縫逐漸增多和擴(kuò)大，混凝土強(qiáng)度降低直至破壞?；炷翉?qiáng)度降低直至破壞。l水泥漿體中的結(jié)合水是不會(huì)結(jié)冰的；水泥漿體中的結(jié)合水是不會(huì)結(jié)冰的；l由于凝膠孔極為窄小，凝膠水只能在極低的溫由于凝膠孔極為窄小，凝膠水只能在極低的溫度（度（78）下才能結(jié)冰；）下才能結(jié)冰；l一般自然條件的低溫下，只有毛細(xì)孔中的水和一般自然條件的低溫下，只有毛細(xì)孔中的水和自由水才會(huì)結(jié)冰；自由水才會(huì)結(jié)

30、冰；l漿體中的水并非純水，而是含有漿體中的水并非純水，而是含有Ca(OH)2和堿和堿類的鹽溶液，故冰點(diǎn)非類的鹽溶液，故冰點(diǎn)非0而是在而是在1以下；以下；l毛細(xì)孔中的水還受到表面力的作用，毛細(xì)孔越毛細(xì)孔中的水還受到表面力的作用，毛細(xì)孔越細(xì)，冰點(diǎn)越低。細(xì)，冰點(diǎn)越低。l靜水壓理論：毛細(xì)孔內(nèi)水結(jié)冰并不直接靜水壓理論：毛細(xì)孔內(nèi)水結(jié)冰并不直接使?jié){體脹壞，而是由于水結(jié)冰體積增加使?jié){體脹壞，而是由于水結(jié)冰體積增加時(shí)，未凍水被迫向外流動(dòng)，從而產(chǎn)生危時(shí)，未凍水被迫向外流動(dòng)，從而產(chǎn)生危害性的靜水壓力。害性的靜水壓力。l與靜水壓力獲得解除前的最短流程密切與靜水壓力獲得解除前的最短流程密切相關(guān)：結(jié)冰點(diǎn)到相關(guān)：結(jié)冰點(diǎn)到“

31、出口處出口處”的距離，氣的距離，氣孔的存在可以為靜水壓的解除提供孔的存在可以為靜水壓的解除提供“出出口口”。l滲透壓理論：當(dāng)毛細(xì)孔水部分結(jié)冰時(shí)，滲透壓理論：當(dāng)毛細(xì)孔水部分結(jié)冰時(shí)，水中所含的堿以及其它物質(zhì)等溶質(zhì)的濃水中所含的堿以及其它物質(zhì)等溶質(zhì)的濃度增大；但在凝膠孔內(nèi)的水由于定向排度增大；但在凝膠孔內(nèi)的水由于定向排列的緣故在此時(shí)尚未結(jié)冰，溶液濃度不列的緣故在此時(shí)尚未結(jié)冰，溶液濃度不變。因而產(chǎn)生濃度差，促使凝膠孔的水變。因而產(chǎn)生濃度差，促使凝膠孔的水向毛細(xì)孔擴(kuò)散，形成滲透壓，造成一定向毛細(xì)孔擴(kuò)散，形成滲透壓，造成一定的膨脹應(yīng)力。的膨脹應(yīng)力。l水泥品種：硅酸鹽水泥比摻混合材水泥水泥品種：硅酸鹽水泥比

32、摻混合材水泥的抗凍性好；水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，抗凍的抗凍性好；水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，抗凍性越好。性越好。l熟料礦物組成：增加熟料中熟料礦物組成：增加熟料中C3S含量，抗含量，抗凍性可以改善。凍性可以改善。 因?yàn)椋河绊懺缙谒潭?，從而影響?qiáng)因?yàn)椋河绊懺缙谒潭?，從而影響?qiáng)度（抵抗膨脹應(yīng)力的抗拉強(qiáng)度低）和可度（抵抗膨脹應(yīng)力的抗拉強(qiáng)度低）和可結(jié)冰水的數(shù)量。結(jié)冰水的數(shù)量。l水灰比：水灰比提高，可結(jié)冰的水量增加；毛水灰比：水灰比提高，可結(jié)冰的水量增加；毛細(xì)孔增多且尺寸變大，更易結(jié)冰（冰點(diǎn)提高）。細(xì)孔增多且尺寸變大，更易結(jié)冰（冰點(diǎn)提高）。l齡期：除對(duì)孔結(jié)構(gòu)影響外，可結(jié)冰的水量減少；齡期：除對(duì)孔結(jié)構(gòu)影響外，可結(jié)

33、冰的水量減少；水中溶解的鹽類濃度提高，冰點(diǎn)下降。水中溶解的鹽類濃度提高，冰點(diǎn)下降。l漿體的充水程度：充水孔隙占總孔隙率的百分漿體的充水程度：充水孔隙占總孔隙率的百分比低，可結(jié)冰的水量減少；氣孔相對(duì)多，靜水比低，可結(jié)冰的水量減少；氣孔相對(duì)多，靜水壓力能夠就近有壓力能夠就近有“出口出口”而解除。而解除。l抗蝕性：是指混凝土抵抗環(huán)境有害介質(zhì)侵蝕，能保持強(qiáng)抗蝕性：是指混凝土抵抗環(huán)境有害介質(zhì)侵蝕，能保持強(qiáng)度和外觀完整性的能力。度和外觀完整性的能力。lC-S-HC-S-H、CHCH、AFtAFt、AFmAFm等比較難溶的含鈣水化產(chǎn)物，一般等比較難溶的含鈣水化產(chǎn)物，一般與高與高pHpH值的孔液處于穩(wěn)定的平衡

34、狀態(tài)。值的孔液處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。l由于孔液中的由于孔液中的NaNa、K K和和OHOH離子濃度甚高，其離子濃度甚高，其pHpH值可高值可高達(dá)達(dá)12.512.513.513.5。從理論上說(shuō)，任何。從理論上說(shuō)，任何pHpH值在值在12.512.5以下的環(huán)以下的環(huán)境介質(zhì)都可作為侵蝕性介質(zhì)看待。境介質(zhì)都可作為侵蝕性介質(zhì)看待。l淡水（軟水）、酸性水、酸、淡水（軟水）、酸性水、酸、SOSO4 42-2-、ClCl- -；l侵蝕速度決定于侵蝕介質(zhì)的侵蝕速度決定于侵蝕介質(zhì)的pHpH值以及混凝土的抗?jié)B能力。值以及混凝土的抗?jié)B能力。l混凝土受到淡水（軟水）的作用，其中一些組成如混凝土受到淡水（軟水）的作用，其中

35、一些組成如Ca(OH)Ca(OH)2 2等將按照溶解度的大小，依次逐漸被水溶解，等將按照溶解度的大小，依次逐漸被水溶解，產(chǎn)生溶出性侵蝕，最終導(dǎo)致破壞。產(chǎn)生溶出性侵蝕，最終導(dǎo)致破壞。l在各種水化產(chǎn)物中，在各種水化產(chǎn)物中， Ca(OH) Ca(OH)2 2的溶解度最大，首先被的溶解度最大，首先被溶解。如水量不多，水中的溶解。如水量不多，水中的Ca(OH)Ca(OH)2 2濃度很快就達(dá)到飽濃度很快就達(dá)到飽和程度，溶出作用就停止。和程度，溶出作用就停止。l在流動(dòng)水中，特別在有水壓作用且混凝土的滲透性又在流動(dòng)水中，特別在有水壓作用且混凝土的滲透性又較大的情況下，水流就不斷將較大的情況下，水流就不斷將Ca

36、(OH)Ca(OH)2 2溶出并帶走，不溶出并帶走，不僅增加了孔隙率，使水更易滲透；而且由于液相中僅增加了孔隙率，使水更易滲透；而且由于液相中Ca(OH)Ca(OH)2 2濃度降低，還會(huì)使其它水化產(chǎn)物發(fā)生分解。濃度降低，還會(huì)使其它水化產(chǎn)物發(fā)生分解。2CaO SiO2(aq)：接近：接近Ca(OH)2飽和濃度飽和濃度(1.2g/L CaO)3CaO 2SiO2(aq)：接近：接近Ca(OH)2飽和濃度飽和濃度(1.2g/L CaO)CaO SiO2(aq)：0.0310.52g/L CaO4CaO Al2O3 13H2O：1.061.08g/L CaO3CaO Al2O3 6H2O：0.4150

37、.56g/L CaO4CaO Fe2O3 (aq) ：1.06g/L CaO3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O：0.045g/L CaOl隨著液相中隨著液相中CaO濃度的降低，首先是晶濃度的降低，首先是晶體被溶解，其次是高堿性的水化硅酸鹽、體被溶解，其次是高堿性的水化硅酸鹽、水化鋁酸鹽等分解而成為低堿性的水化水化鋁酸鹽等分解而成為低堿性的水化產(chǎn)物。如果不斷浸析，最后會(huì)變成硅酸產(chǎn)物。如果不斷浸析，最后會(huì)變成硅酸凝膠、氫氧化鋁等無(wú)膠結(jié)能力的產(chǎn)物。凝膠、氫氧化鋁等無(wú)膠結(jié)能力的產(chǎn)物。l形成可溶性鈣鹽：形成可溶性鈣鹽：酸性溶液與硬化漿體的酸性溶液與硬化漿體的組成生成可溶性的鈣鹽，隨而被水帶走

38、。組成生成可溶性的鈣鹽，隨而被水帶走。l化工廠含鹽酸、硫酸或硝酸的廢水；化工廠含鹽酸、硫酸或硝酸的廢水；l食品廠含醋酸、蟻酸或乳酸的廢水；食品廠含醋酸、蟻酸或乳酸的廢水；l軟飲料中的碳酸；軟飲料中的碳酸；l農(nóng)業(yè)化肥廠含氯化銨和硫酸銨的溶液。農(nóng)業(yè)化肥廠含氯化銨和硫酸銨的溶液。lCO2+H2O+Ca(OH)2 = CaCO3 (不溶于水不溶于水)lCaCO3+ CO2+H2O = Ca(HCO3)2 (易溶于水易溶于水) 使使Ca(OH)2不斷溶失，進(jìn)而引起水化硅酸鈣和水化不斷溶失，進(jìn)而引起水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣的分解。鋁酸鈣的分解。l平衡的碳酸：天然水本身含有少量碳酸氫鈣，必須平衡的碳酸：天然水

39、本身含有少量碳酸氫鈣，必須有一定量的碳酸與之平衡；有一定量的碳酸與之平衡；l結(jié)合的碳酸：與氫氧化鈣結(jié)合成碳酸鈣；結(jié)合的碳酸：與氫氧化鈣結(jié)合成碳酸鈣；l侵蝕的碳酸：當(dāng)水中含有的碳酸超過(guò)平衡碳酸量時(shí)，侵蝕的碳酸：當(dāng)水中含有的碳酸超過(guò)平衡碳酸量時(shí)，其中部分剩余碳酸與碳酸鈣反應(yīng)。其中部分剩余碳酸與碳酸鈣反應(yīng)。碳化碳化 水的暫時(shí)硬度越大，水中所含的碳酸氫水的暫時(shí)硬度越大，水中所含的碳酸氫鈣越多：鈣越多：l所需的平衡碳酸量越多；所需的平衡碳酸量越多；l所含的碳酸氫鈣與漿體中的所含的碳酸氫鈣與漿體中的Ca(OH)2反應(yīng)，反應(yīng)，生成碳酸鈣，堵塞表面的毛細(xì)孔，提高生成碳酸鈣，堵塞表面的毛細(xì)孔，提高致密度。致密度

40、。l形成不溶性鈣鹽：形成不溶性鈣鹽：草酸、鞣酸、酒石酸、氫氟酸以及磷草酸、鞣酸、酒石酸、氫氟酸以及磷酸與漿體中的酸與漿體中的Ca(OH)2反應(yīng)生成不溶性鈣鹽，隨而被水反應(yīng)生成不溶性鈣鹽，隨而被水帶走。帶走。lC-S-H中的中的Ca2+被置換：被置換：如鎂鹽侵蝕如鎂鹽侵蝕 MgSO4+Ca(OH)2+2H2O CaSO4 2H2O+Mg(OH)2水化硅酸鈣分解水化硅酸鈣分解 MgSO4+ 3CaO 2SiO2(aq) +nH2O 3CaSO4 2H2O+3Mg(OH)2 + 2SiO2(aq) 在長(zhǎng)期接觸的條件下，未分解的水化硅酸鈣中的在長(zhǎng)期接觸的條件下，未分解的水化硅酸鈣中的Ca2+離離子也要

41、逐漸被子也要逐漸被Mg2+離子所置換，轉(zhuǎn)化為水化硅酸鎂。離子所置換，轉(zhuǎn)化為水化硅酸鎂。l硫酸鹽侵蝕：硫酸鹽侵蝕：Ca(OH)2+Na2SO4 10H2O=CaSO4 2H2O+2NaOH+8H2O固相體積增加固相體積增加124C4AH19+3(CaSO4 2H2O)+ 8H2O= 3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O+ Ca(OH)2固相體積再增加固相體積再增加94在石灰飽和溶液中，當(dāng)在石灰飽和溶液中，當(dāng)SO42- 1500mg/L )l硫酸鎂：既有硫酸鹽侵蝕又有鎂鹽侵蝕硫酸鎂：既有硫酸鹽侵蝕又有鎂鹽侵蝕l硫酸氨：生成極易揮發(fā)的氨，為不可逆反應(yīng)；硫酸氨：生成極易揮發(fā)的氨，為不可逆反應(yīng)

42、；而且會(huì)使水化硅酸鈣分解而且會(huì)使水化硅酸鈣分解 (NH4)2SO4+ Ca(OH)2= CaSO4 2H2O+2NH3l鹽類結(jié)晶膨脹：孔液中水分蒸發(fā)到溶液鹽類結(jié)晶膨脹：孔液中水分蒸發(fā)到溶液的濃度達(dá)到一定過(guò)飽和度時(shí)，其中的鹽的濃度達(dá)到一定過(guò)飽和度時(shí)，其中的鹽類結(jié)晶析出，產(chǎn)生結(jié)晶壓力而導(dǎo)致膨脹類結(jié)晶析出，產(chǎn)生結(jié)晶壓力而導(dǎo)致膨脹l孔結(jié)構(gòu)：水灰比、集料級(jí)配、混凝土配合比孔結(jié)構(gòu)：水灰比、集料級(jí)配、混凝土配合比l熟料礦物組成：熟料礦物組成： 如：如：C3A含量多，抗硫酸鹽侵蝕差；含量多，抗硫酸鹽侵蝕差； 生成的水化產(chǎn)物在硫酸鹽溶液中的穩(wěn)定性：高生成的水化產(chǎn)物在硫酸鹽溶液中的穩(wěn)定性：高鋁玻璃體鋁玻璃體 鐵鋁

43、酸鹽晶體鐵鋁酸鹽晶體 高鐵玻璃體，所以高高鐵玻璃體，所以高鋁配方急冷抗蝕性好，高鐵配方適當(dāng)慢冷抗蝕鋁配方急冷抗蝕性好，高鐵配方適當(dāng)慢冷抗蝕性好；性好； C3S含量多，抗溶出性侵蝕差；含量多，抗溶出性侵蝕差；l摻加混合材料：摻加混合材料： C3A和和C3S的含量相對(duì)減少，抗蝕性好；的含量相對(duì)減少，抗蝕性好；發(fā)生二次水化反應(yīng)，生成更多凝膠產(chǎn)物，混凝發(fā)生二次水化反應(yīng)，生成更多凝膠產(chǎn)物，混凝土密實(shí)性高，侵蝕介質(zhì)滲透更難；土密實(shí)性高，侵蝕介質(zhì)滲透更難；二次水化生成的水化硅酸鈣二次水化生成的水化硅酸鈣Ca/Si比低，平衡比低，平衡所需的石灰極限濃度低所需的石灰極限濃度低(0.050.09g CaO/L)，

44、溶出性侵蝕速度慢；溶出性侵蝕速度慢；液相液相CaO濃度較低，產(chǎn)生硫酸鹽侵蝕所需濃度較低，產(chǎn)生硫酸鹽侵蝕所需SO42-離子濃度需要更大，膨脹更趨緩和。離子濃度需要更大，膨脹更趨緩和。1.堿硅酸反應(yīng)：水泥中堿含量高，集料中含有堿硅酸反應(yīng)：水泥中堿含量高，集料中含有活性活性SiO2，它們相互作用，形成堿的硅酸鹽凝，它們相互作用，形成堿的硅酸鹽凝膠，致使混凝土開裂破壞。膠，致使混凝土開裂破壞。l活性活性SiO2的所有硅氧四面體呈任意的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，的所有硅氧四面體呈任意的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，實(shí)際的內(nèi)表面積很大，堿離子較易將其中起聯(lián)實(shí)際的內(nèi)表面積很大，堿離子較易將其中起聯(lián)結(jié)作用的硅氧鍵破壞，使其解體：結(jié)作用的硅氧鍵破

45、壞，使其解體： 活性活性SiO2+2m NaOH mNa2O SiO2 nH2Ol活性集料：蛋白石、玉髓、燧石、流紋石、安活性集料：蛋白石、玉髓、燧石、流紋石、安山巖、凝灰?guī)r等。山巖、凝灰?guī)r等。l膨脹壓理論：生成的凝膠吸水后體積增膨脹壓理論：生成的凝膠吸水后體積增加，但受到周圍水泥漿體的約束，結(jié)果加，但受到周圍水泥漿體的約束，結(jié)果產(chǎn)生內(nèi)壓，導(dǎo)致膨脹、開裂。產(chǎn)生內(nèi)壓，導(dǎo)致膨脹、開裂。l滲透壓理論：包圍活性集料的水泥漿體滲透壓理論：包圍活性集料的水泥漿體起著半透膜的作用，使反應(yīng)產(chǎn)物的硅酸起著半透膜的作用，使反應(yīng)產(chǎn)物的硅酸根離子難以透過(guò)，但允許水和堿的氫氧根離子難以透過(guò)，但允許水和堿的氫氧化物擴(kuò)散進(jìn)

46、來(lái)，產(chǎn)生滲透壓，導(dǎo)致膨脹、化物擴(kuò)散進(jìn)來(lái)，產(chǎn)生滲透壓，導(dǎo)致膨脹、開裂。開裂。l活性集料結(jié)構(gòu)特征：硅氧四面體的任意網(wǎng)狀結(jié)活性集料結(jié)構(gòu)特征：硅氧四面體的任意網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)l水泥含堿量：水泥含堿量：Na2O+0.658K2O 0.6%l活性集料的粒徑及含量：中間尺寸時(shí)膨脹最大；活性集料的粒徑及含量：中間尺寸時(shí)膨脹最大；存在最危險(xiǎn)含量。存在最危險(xiǎn)含量。 集料活性越大，最危險(xiǎn)含量越??；集料活性越大，最危險(xiǎn)含量越小； 小于最危險(xiǎn)含量，產(chǎn)生的膨脹小，不足以破壞；小于最危險(xiǎn)含量，產(chǎn)生的膨脹小，不足以破壞； 大于最危險(xiǎn)含量，活性集料顆粒多，單位面積大于最危險(xiǎn)含量，活性集料顆粒多，單位面積上能作用的有效堿減少，膨脹率變

47、小。上能作用的有效堿減少，膨脹率變小。 摻摻加火山灰、粉煤灰、沸石粉等可有效抑制堿加火山灰、粉煤灰、沸石粉等可有效抑制堿硅酸反應(yīng)。硅酸反應(yīng)。l水分存在水分存在l混凝土的滲透性混凝土的滲透性l堿碳酸鹽反應(yīng)：水泥中所含的堿與白云質(zhì)灰堿碳酸鹽反應(yīng)：水泥中所含的堿與白云質(zhì)灰?guī)r反應(yīng)，產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致混凝土破壞。巖反應(yīng)，產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致混凝土破壞。l反應(yīng)去白云石化反應(yīng)反應(yīng)去白云石化反應(yīng) CaMg(CO3)2 + 2MOH = CaCO3 + Mg(OH)2 + M2CO3 l膨脹機(jī)理：膨脹機(jī)理： 間接反應(yīng)機(jī)理（包括粘土基質(zhì)吸水腫脹假說(shuō)，間接反應(yīng)機(jī)理（包括粘土基質(zhì)吸水腫脹假說(shuō)，滲透壓假說(shuō)）。滲透壓假說(shuō)）。 直接

48、反應(yīng)機(jī)理（包括水化復(fù)鹽產(chǎn)物假說(shuō)），唐直接反應(yīng)機(jī)理（包括水化復(fù)鹽產(chǎn)物假說(shuō)），唐明述院士提出膨脹是局部化學(xué)反應(yīng)和結(jié)晶壓引明述院士提出膨脹是局部化學(xué)反應(yīng)和結(jié)晶壓引起的理論。起的理論。 l正常情況下，混凝土呈強(qiáng)堿性，其正常情況下，混凝土呈強(qiáng)堿性，其pH值約為值約為1213，在鋼筋表面形成一層致密的氧化膜，在鋼筋表面形成一層致密的氧化膜(厚度約為厚度約為2060A的水化氧化物的水化氧化物nFe2O3 mH2O)，使鋼筋處于鈍化狀態(tài)不被腐蝕。，使鋼筋處于鈍化狀態(tài)不被腐蝕。lpH9.88，鈍化膜開始生成，低于此臨界值不，鈍化膜開始生成，低于此臨界值不可能有鈍化膜存在；可能有鈍化膜存在；pH11.5，形成完整

49、的鈍，形成完整的鈍化膜，低于此臨界值鈍化膜不穩(wěn)定；所以要使化膜，低于此臨界值鈍化膜不穩(wěn)定；所以要使混凝土中鋼筋不銹蝕，混凝土中鋼筋不銹蝕，pH值必須大于值必須大于11.5。l陽(yáng)極：陽(yáng)極：Fe 2e-+Fe2+l陰極：陰極：0.5O2+H2O+2e- 2OH- (空氣空氣) （水）（水）Fe2+ + 2OH- Fe(OH)24Fe(OH)2 + O2+2H2O 4Fe(OH)3 2Fe2O3 +6H2O （紅銹（紅銹 ）6Fe(OH)2 + O2 2Fe3O4+6H2O （黑銹）（黑銹）1.在鋼筋表面存在電位差，構(gòu)成腐蝕電池在鋼筋表面存在電位差，構(gòu)成腐蝕電池由于鋼筋含有雜質(zhì)及成分不均勻、混由于鋼

50、筋含有雜質(zhì)及成分不均勻、混凝土不均勻，該條件總是被滿足；凝土不均勻，該條件總是被滿足；2.鋼筋表面的鈍化膜破壞，鋼筋表面的鈍化膜破壞，處于活化狀態(tài)處于活化狀態(tài)；3.在鋼筋表面有腐蝕反應(yīng)所需的水和溶解在鋼筋表面有腐蝕反應(yīng)所需的水和溶解氧空氣中的氧氣和水分易通過(guò)孔隙和氧空氣中的氧氣和水分易通過(guò)孔隙和微裂縫進(jìn)入到達(dá)鋼筋表面。微裂縫進(jìn)入到達(dá)鋼筋表面。l氯離子侵蝕或混凝土中摻入過(guò)量氯鹽，氯離子侵蝕或混凝土中摻入過(guò)量氯鹽，當(dāng)鋼筋表面的氯離子超過(guò)臨界值，則使當(dāng)鋼筋表面的氯離子超過(guò)臨界值，則使鋼筋脫鈍；鋼筋脫鈍；l混凝土碳化使保護(hù)層混凝土的混凝土碳化使保護(hù)層混凝土的pH值降低，值降低，從而破壞鋼筋表面的鈍化膜。從而破壞鋼筋表面的鈍化膜。1.碳化的影響：碳化的影響：l混凝土碳化是指水泥石中的水化產(chǎn)物與環(huán)境中的混凝土碳化是指水泥石中的水化產(chǎn)物與環(huán)境中的CO2作用，生成碳酸鈣或其它物質(zhì)的現(xiàn)象。作用，生成碳酸鈣或其它物質(zhì)的現(xiàn)象。 CO2+H2O H2CO3 Ca(OH)