混凝土耐久性

1、關(guān)于混凝土的耐久性第一張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月主要內(nèi)容1、混凝土由于化學(xué)反應(yīng)造成的劣化2、形成膨脹產(chǎn)物的反應(yīng)3、硫酸鹽的侵蝕4、堿-骨料反應(yīng)5、混凝土中埋入鋼筋的腐蝕第二張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1、混凝土由于化學(xué)反應(yīng)造成的劣化混凝土中化學(xué)反應(yīng)引起的劣化過程，通常包括外界環(huán)境的侵蝕介質(zhì)與水泥漿體組分之間的化學(xué)反應(yīng)；但也有例外，如堿-骨料反應(yīng)，它發(fā)生于水泥漿體中的堿與骨料中某些活性物質(zhì)之間以及延遲鈣礬石，是在硅酸鹽水泥中過量MgO和CaO晶體水化延遲時形成的。理論上，任何PH值小于12.5的環(huán)境都可歸為侵蝕性條件。因為孔隙溶液堿度的降低最終會導(dǎo)致膠凝性水化產(chǎn)物失去穩(wěn)

2、定性。第三張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月陽離子交換反應(yīng) 侵蝕性化學(xué)溶液和硅酸鹽水泥漿體間通過陽離子交換，會發(fā)生以下三種類型的劣化反應(yīng)： 形成可溶性鈣鹽 含陽離子的酸液在工業(yè)生產(chǎn)中會經(jīng)常遇到，他能形成可溶性鈣鹽。 形成不溶性和非膨脹性鈣鹽 侵蝕水中含有的一些陰離子可與水泥漿體反應(yīng)生成不溶性鈣鹽。 含鎂鹽溶液的化學(xué)侵蝕 硅酸鹽水泥漿體受鎂離子侵蝕的特點，指侵蝕最后會擴(kuò)大到水泥的主要膠凝成分水化硅酸鈣。第五張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2、形成膨脹產(chǎn)物反應(yīng)在硬化混凝土中形成膨脹產(chǎn)物的化學(xué)反應(yīng)具有一定的危險性。起初，膨脹對混凝土并不產(chǎn)生損

3、傷，僅僅增加內(nèi)應(yīng)力的積累；最后結(jié)構(gòu)的不同部位由于脹縫閉合、變形和位移，造成開裂、剝落和突然爆裂。與膨脹有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)有四種： 硫酸鹽侵蝕 堿-骨料反應(yīng) 游離氧化鈣和氧化鎂的延遲水化 混凝土中鋼筋的銹蝕。第六張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月3、硫酸鹽的侵蝕硫酸鹽侵蝕以混凝土的膨脹和開裂形式表現(xiàn)。有時還會由于劣化水泥水化產(chǎn)物的黏聚性喪失而表現(xiàn)為強(qiáng)度逐漸降低和質(zhì)量損失。水硬性硅酸鹽水泥漿體中氫氧化鈣和鋁易受硫酸根侵蝕。根據(jù)硫酸鹽溶液中陽離子的種類（即Na+或Mg2+）硅酸鹽水泥漿體中Ca（OH）2和C-S-H會由于硫酸鹽侵蝕轉(zhuǎn)換為石膏。第七張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月延遲鈣礬石的

4、形成 蒸養(yǎng)混凝土制品中會出現(xiàn)延遲鈣礬石生成現(xiàn)象。在溫度高于65時，鈣礬石會分解形成單硫型水化物。之后，在混凝土使用過程中，當(dāng)硫酸根離子被吸附時，再次形成鈣礬石，從而引起混凝土膨脹和開裂。第八張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月硫酸鹽侵蝕的控制硫酸鹽的影響因素： 硫酸鹽的量和性質(zhì) 地下水位的高低及四季變化 地下水的流動和土壤的孔隙率 施工方式 混凝土的質(zhì)量混凝土的質(zhì)量，特別是低滲透性，是用來抗硫酸鹽最好的防護(hù)。為了減輕由于干縮、冰凍作用、鋼筋銹蝕或其他原因引起的開裂，使用抗硫酸鹽水泥或復(fù)合水泥的安全性更大。第九張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月4、堿-骨料反應(yīng)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度和彈性模量損

5、失的膨脹與開裂，也可能來自硅酸鹽水泥的堿離子、氫氧根離子與經(jīng)常出現(xiàn)在骨料中某些活性硅質(zhì)礦物反應(yīng)的結(jié)果，稱為堿-硅反應(yīng)（ASR）。生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原材料是水泥中堿的來源，以Na2O當(dāng)量計一般含0.2%1.5%。Na2O量0.6%稱為低堿水泥（可防止堿-骨料反應(yīng)）Na2O量0.6%稱為高堿水泥第十張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月膨脹機(jī)理根據(jù)骨料晶體結(jié)構(gòu)的無序程度及其孔隙率和粒徑，當(dāng)存在氫氧根和堿金屬離子時，會形成不同化學(xué)組成的堿-硅酸凝膠。當(dāng)堿-硅酸凝膠與水接觸時，凝膠會通過滲透壓吸收大量的水而發(fā)生腫脹。水壓的增大使受影響的骨料顆粒、骨料周邊的水泥漿基體膨脹和開裂。堿-硅酸凝膠在水中可

6、溶，是它從骨料內(nèi)部遷移至骨料和混凝土內(nèi)微裂區(qū)域的原因。不斷有水分供給混凝土?xí)r引起其微裂縫擴(kuò)展和延伸，這些裂縫最終會達(dá)到混凝土的外表面，裂縫呈不規(guī)則形狀，稱為地圖形開裂。第十一張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月5、混凝土中埋入鋼筋的腐蝕有金屬埋設(shè)件（如管道、導(dǎo)管和鋼筋以及預(yù)應(yīng)力筋）的混凝土劣化歸因于多種因素的復(fù)合作用，但埋設(shè)金屬的銹蝕一定是其主要原因之一?；炷林袖摻钿P蝕是一個電化學(xué)過程。電化學(xué)勢能形成腐蝕電池以兩種形式產(chǎn)生: 兩種不同的金屬埋于混凝土中，表面特性有明顯差異時可形成組分電池； 由于在鋼筋附近溶解離子的濃度差，可以形成濃差電池。金屬鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殍F銹時，伴有體積增大，其增大量因氧化

7、狀態(tài)而異，可以大到原體積的600%。這種體積增大被認(rèn)為是混凝土膨脹和開裂的主要原因。第十二張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月當(dāng)溶液中不存在氯離子時，只要溶液的pH值保持在11.5以上，鋼材上的保護(hù)膜就處于穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)溶液中存在氯離子時，取決于Cl-/OH-比的大小，即使pH高于11.5，很多保護(hù)膜也會遭到破壞。事實上，只要混凝土電阻率超過（50-70）103cm，就不會發(fā)生明顯銹蝕?；炷林械穆然锿ǔ碓从谕饧觿?、鹽玷污的骨料及化冰鹽溶液或滲入的海水。第十三張，PPT共十五頁，創(chuàng)作于2022年6月銹蝕的控制水分、氧氣和氯離子對埋設(shè)鋼筋的銹蝕和混凝土開裂起重要作用，因此混凝土的滲透性是控制各種銹蝕過程的關(guān)鍵。ACI318建筑法規(guī)規(guī)定： 暴露于化冰鹽和海水的普通鋼筋混凝土最大水灰比為0.4； 限制混凝土拌合物中最大氯化物允許含量； 對暴