混凝土耐久性PPT文档格式.ppt

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,2022年10月7日,2022年10月7日5时25分,渗透系数:

根据达西定律，渗透系数K为：

渗透系数越小，材料的抗渗性越好。

抗渗等级:

以28d龄期的标准试件，所能承受的最大静水压力来确定。

用“Pn”表示,可分为P4、P6、P8、P10和P12等。

渗水高度：

以28d龄期的标准试件，在恒定水压力下的平均渗水高度来确定。

2022/10/7,混凝土抗渗仪,2022年10月7日5时25分,影响混凝土抗渗性的主要因素,水灰比和骨料最大粒径,2022年10月7日5时25分,水灰比和早期养护的影响,2022年10月7日5时25分,混凝土的抗冻性,抗冻性的定义指混凝土在饱和水状态下，能抵抗冻融循环作用而不发生破坏，强度也不显著降低的性质。

根据冻融条件有气冻水融、水冻水融和大气环境中与盐接触的冻融（盐冻）之分。

2022年10月7日5时25分,混凝土的冻融破坏,混凝土中的毛细孔隙水受冻后膨胀，如混凝土的饱水程度高，毛细孔隙内存在的气体少，就会产生很大压力，造成混凝土损伤、开裂并剥落冻融过程中产生渗透压力，促使混凝土表面的水分向里传输。

反复冻融使毛细孔隙内的饱水程度不断累积，并达到“临界饱和度”，这时的混凝土就会很快冻坏盐冻情况下，盐能促使混凝土饱水，还能使水泥浆体在受冻时产生很高的渗透压力和水压力，使混凝土面层起皮剥落或坑蚀,2022年10月7日5时25分,抗冻性的表示：

抗冻标号是28d龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态和气冻水融条件下，强度损失不超过25，且质量损失不超过5时，所能承受的最大冻融循环次数，有D25、D50、D100、D150、D200、D250和D300等。

抗冻等级是28d龄期的混凝土标准试件，在饱和水状态和水冻水融条件下，相对动弹性模量下降不超过40%，且质量损失率不超过5%时的最大冻融循环次数,有F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等。

2022年10月7日5时25分,大气环境中与盐接触的冻融条件下，以能够经受的冻融循环次数或者表面剥落质量或超声波相对动弹性模量来表示。

停止试验的条件：

1）达到28次冻融循环时；

2）试件单位表面面积剥落物总质量大于l500g,/时；

3）试件的超声波相对动弹性模量降低到80%时。

2022年10月7日5时25分,混凝土冻融破坏机理,结冰对水泥石毛细孔的结冰压力,2022年10月7日5时25分,2022年10月7日5时25分,气孔对结冰压力的影响,2022年10月7日5时25分,经受150次冻融试验的混凝土试件,非引气、高水灰比混凝土,引气、低水灰比混凝土,2022年10月7日5时25分,影响混凝土抗冻性的因素,养护条件、水灰比和引气的影响,TypeIcement,2022年10月7日5时25分,临介饱和度、吸水特性对抗冻性的影响,2022年10月7日5时25分,混凝土的抗氯离子侵入性,指混凝土外部氯离子传输到混凝土内部的能力。

传输机理：

扩散自由分子或离子通过无序运动从高浓度到低浓度区的流动，驱动力是传输介质中的浓度差，扩散规律通常用Fick定律描述吸收多孔材料毛细孔隙（中空）表面张力引起的液体传输渗透压力差驱动下产生的液体或气体的流动，对水的流动用达西定律表达此外还有吸附（物理或化学结合）,2022年10月7日5时25分,抗氯离子渗透性的测试方法,快速氯离子迁移系数法（或称RCM法）适用于以测定氯离子在混凝土中非稳态迁移的迁移系数来确定混凝土抗氯离子渗透性能。

电通量法适用于测定以通过混凝土试件的电通量为指标来确定混凝土抗氯离子渗透性能。

2022年10月7日5时25分,水灰比和引气对混凝土的抗氯离子侵入性的影响,2022年10月7日5时25分,矿物掺合料对氯离子渗透的影响,2022年10月7日5时25分,混凝土的化学腐蚀,混凝土的化学腐蚀主要取决于水泥石的抗侵蚀性；

水泥石的腐蚀有：

软水侵蚀（溶出性侵蚀）盐类的腐蚀硫酸盐腐蚀（膨胀性化学腐蚀）镁盐的腐蚀酸的腐蚀（溶解性化学腐蚀）一般酸的腐蚀碳酸水的腐蚀,2022年10月7日5时25分,软水侵蚀水泥石长期接触软水时，会使水泥石中的氢氧化钙不断被溶出，当水泥石中游离的氢氧化钙减少到一定程度时，水泥石中的其它含钙矿物也可能分解和溶出，从而导致强度降低，甚至破坏。

当水泥石处于软水环境时，特别是处于流动的软水环境中时，水泥被软水侵蚀的速度更快。

2022年10月7日5时25分,混凝土的化学腐蚀,硫酸盐能与水泥水化产物中的氢氧化钙和水化铝酸三钙起作用，分别生成硫酸钙和钙矾石，均造成体积膨胀，使混凝土开裂破坏化学破坏硫酸盐在混凝土毛细孔隙水中的浓度不断增加并过度饱和而结晶时（盐结晶），会产生非常大的压力，使混凝土破坏物理破坏（常发生在盐碱地区或频繁接触海水并干湿交替时）硅酸盐水泥混凝土的抗酸能力差，当接触的水呈酸性（pH值小于6.5）时就可能被腐蚀，包括酸雨,2022年10月7日5时25分,硫酸盐的化学腐蚀当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构中时，会与水泥石中的氢氧化钙反应生成石膏，石膏再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矾石，产生1.5倍的体积膨胀，这种膨胀必然导致脆性水泥石结构的开裂，甚至崩溃。

由于钙矾石为微观针状晶体，人们常称其为水泥杆菌。

2022年10月7日5时25分,硫酸镁的腐蚀,硫酸镁除生成石膏外，还生成氢氧化镁，并降低水泥石的的碱度，导致水化硅酸钙分解。

其腐蚀比其他硫酸盐更严重。

2022年10月7日5时25分,硫酸盐的物理腐蚀当环境中含有较高浓度的硫酸钠的水渗入到水泥石结构中，再受干湿交替的作用下，结晶出含水硫酸盐（二水石膏或含水硫酸钠），产生结晶压力使混凝土破坏。

2022年10月7日5时25分,混凝土的硫酸盐腐蚀,2022年10月7日5时25分,抗硫酸盐侵蚀性能,用混凝土受一定浓度硫酸盐溶液作用下，在干湿交替环境中，能够经受的最大干湿循环次数来表示的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。

抗硫酸盐等级以混凝土抗压强度耐蚀系数下降到不低于75%时的最大干湿循环次数来确定，并用符号KS表示,2022年10月7日5时25分,水泥类型和用量对硫酸盐腐蚀的影响,2022年10月7日5时25分,矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响,2022年10月7日5时25分,矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响,2022年10月7日5时25分,矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响,2022年10月7日5时25分,矿物掺合料对硫酸盐腐蚀的影响,2022年10月7日5时25分,一般酸的腐蚀工程结构处于各种酸性介质中时，酸性介质易与水泥石中的氢氧化钙反应，其反应产物可能溶于水中而流失，或发生体积膨胀造成结构物的局部被胀裂，破坏了水泥石的结构。

其基本化学反应式为：

2022年10月7日5时25分,碳酸的腐蚀雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。

碳酸水先与水泥石中的氢氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙，碳酸钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结构。

其腐蚀反应过程为：

2022年10月7日5时25分,混凝土的抗碳化性,混凝土的碳化主要指水泥石的中性化混凝土碳化，使其碱度降低，使混凝土对钢筋的保护作用降低，钢筋易锈蚀；

引起混凝土表面开裂。

2022年10月7日5时25分,混凝土的碳化,2022年10月7日5时25分,影响混凝土碳化的因素,混凝土的水灰比混凝土的养护时间水泥的品种或掺合料的用量环境温度和湿度,2022年10月7日5时25分,混凝土的碱集料反应,碱骨料反应是指混凝土的碱与碱活性骨料在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。

碱骨料反应分为碱硅酸盐反应和碱碳酸盐反应两类。

可用碱-骨料反应试验检验混凝土试件在温度38及潮湿条件养护下，混凝土中的碱与骨料反应所引起的膨胀是否具有潜在危害。

2022年10月7日5时25分,碱骨料反应,2022年10月7日5时25分,碱硅酸盐反应的开裂,2022年10月7日5时25分,矿渣掺量对碱骨料反应的影响,2022年10月7日5时25分,碱含量对碱骨料反应的影响,2022年10月7日5时25分,粉煤灰对碱骨料反应的影响,2022年10月7日5时25分,化学外加剂（锂盐）对碱骨料反应的影响,2022年10月7日5时25分,混凝土结构的耐久性问题,钢筋锈蚀碳化引起二氧化碳、水分、氧氯离子引起氯盐、水分、氧近海环境、除冰盐环境，氯离子从外表侵入海砂、防冻盐用于混凝土，氯离子在配制时拌入混凝土的冻蚀（冻融破坏）主要与混凝土毛细孔隙内的饱水程度有关，冻融循环使饱水程度不断增加，到临界饱和度后很快破坏混凝土的硫酸盐、酸、软水侵蚀碱骨料反应,2022年10月7日5时25分,钢筋锈蚀,钢筋在混凝土的高碱性环境中不会锈蚀，能在表面形成氧化的钝化膜，隔绝水分、氧气与金属的接触空气中的二氧化碳扩散到混凝土内部并与混凝土中的氢氧化钙反应生成中性的碳酸钙（碳化），降低混凝土碱度，当碳化从混凝土表面逐渐向里发展到钢筋表面位置，钝化膜破坏氯离子从混凝土表面扩散到钢筋表面并累积到临界浓度（0.15%），钝化膜破坏钝化膜破坏后，如有充足的水分与氧气供给，钢筋发生持续的锈蚀,2022年10月7日5时25分,钢筋锈蚀,2022年10月7日5时25分,钢筋锈蚀的电化学过程,2022年10月7日5时25分,钢筋锈蚀的后果,2022年10月7日5时25分,钢筋锈蚀的过程,锈蚀前的初始阶段：

碳化从混凝土表面发展到钢筋位置的时间，或氯离子从混凝土表面扩散到钢筋位置并积累到临界浓度的时间锈蚀发展阶段：

从脱钝开始持续锈蚀到某一可接受的劣化程度的时间,2022年10月7日5时25分,氯盐和碳化引起锈蚀的特点,碳化产物会增加混凝土的密实性，在潮湿条件下，碳化到一定深度后还会停止发展；

保护层厚的钢筋很难被锈蚀碳化引起钢筋脱钝后，如无氯盐存在，一般为均匀锈蚀，锈蚀的发展速度较慢氯盐引起钢筋脱钝后，锈蚀发展速度非常快，在氧气与水分参与下，氯盐促使钢筋锈蚀而本身并不消耗，且为局部锈蚀（点蚀）,2022年10月7日5时25分,湿度对碳化和锈蚀的影响,2022年10月7日5时25分,钢筋锈蚀速率微米/年温度每增加10度，锈蚀速率约可提高一倍钢筋的锈蚀深度到100微米时，混凝土保护层有可能胀裂,2022年10月7日5时25分,混凝土结构耐久性设计,混凝土结构耐久性的影响因素：

结构（抗力）方面：

设计方面材料方面施工方面环境（作用）方面：

作用的类别作用的程度,2022年10月7日5时25分,基本规定,设计原则应根据结构的设计使用年限、结构所处的环境类别及其作用等级进行设计；

耐久性设计应包括的内容：

结构的设计使用年限、环境类别及其作用等级有利于减轻环境作用的结构形式、布置和构造混凝土结构材料的耐久性质量要求钢筋的混凝土保护层厚度混凝土裂缝控制要求防水、排水等构造措施严重环境作用下合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策略耐久性所需的施工养护制度与保护层厚度的质量验收要求结构使用阶段的维护、修理与检测要求,2022年10月7日5时25分,环境作用类别,2022年10月7日5时25分,环境作用等级,2022年10月7日5时25分,当结构构件受到多种环境类别共同作用时，应分别满足每种环境类别单独作用下的耐久性要求。

3在长期