第五節(jié) 混凝土的耐久性

第五節(jié)混凝土的耐久性共三十一頁(yè)長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為混凝土材料是一種耐久性良好的材料，因?yàn)椴簧儆闷浣ㄔ斓慕Y(jié)構(gòu)物使用壽命長(zhǎng)久(chángjiǔ)，如一些早期建成的混凝土建筑物，已經(jīng)使用了100年仍然完好無(wú)損。但與此同時(shí)不少結(jié)構(gòu)物過(guò)早地毀壞，維修困難而且費(fèi)用高昂，促使人們重視耐久性問(wèn)題。許多大型結(jié)構(gòu)物的興建，例如海底隧道、跨海大橋、石油鉆井平臺(tái)、核廢料儲(chǔ)存容器等，對(duì)使用壽命提出了更高的要求，如100年、150年，甚至幾百年。耐久性不良引起(yǐnqǐ)的混凝土破壞共三十一頁(yè)存在(cúnzài)只有只有二十年！拆除(chāichú)前的西直門橋共三十一頁(yè)拆除(chāichú)前的西直門橋共三十一頁(yè)拆除(chāichú)前的西直門橋共三十一頁(yè)除冰鹽造成的破壞(pòhuài)共三十一頁(yè)耐久性破壞(pòhuài)的大壩耐久性不良(bùliáng)的大壩共三十一頁(yè)破壞(pòhuài)的大壩細(xì)部共三十一頁(yè)一、混凝土耐久性的內(nèi)容(nèiróng)耐久性定義混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用(zuòyòng)并長(zhǎng)期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力稱為耐久性。內(nèi)容混凝土耐久性是一項(xiàng)綜合性能，主要包括抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化性及堿骨料抑制性。Construction

Materials共三十一頁(yè)1、抗?jié)B性(1)抗?jié)B性定義混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗有壓介質(zhì)（水、油、溶液等）滲透作用(zuòyòng)的能力。它是砼最重要的耐久性指標(biāo)，其直接影響砼的其他耐久性能。對(duì)許多建筑材料來(lái)說(shuō)，水是它們生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)也是它們破壞過(guò)程的主要介質(zhì)。水也是大多數(shù)混凝土出現(xiàn)耐久性問(wèn)題的核心。不僅物理劣化過(guò)程與水有關(guān)；同時(shí)作為(zuòwéi)傳輸侵蝕性離子的介質(zhì)，水又是其化學(xué)劣化過(guò)程的一個(gè)根源。共三十一頁(yè)（2）、混凝土的抗?jié)B性的檢測(cè)(jiǎncè)試件:每組6塊，28d標(biāo)養(yǎng)。檢測(cè)：將6塊試件同時(shí)置于抗?jié)B儀上，從0.1MPa水壓開始，每隔8h增加(zēngjiā)0.1MPa，至6塊中3塊滲水為止，記下此時(shí)的水壓H（MPa）。評(píng)價(jià)：6塊試件中4塊未滲水的最大水壓力。P=10H-1175185150共三十一頁(yè)(3)抗?jié)B等級(jí)(děngjí)以6塊試件中4塊未滲水時(shí)的最大壓力(yālì)(X10MPa)，劃分混凝土抗?jié)B等級(jí)，并以符號(hào)P(penetration)加上最大水壓(X10MPa)表示，如:P6、P8、P10、P12等。表示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的靜水壓力而不滲透。共三十一頁(yè)(4)影響(yǐngxiǎng)混凝土抗?jié)B性的因素水灰比：w/c，抗?jié)B性骨料(ɡǔliào)最大粒徑：Dmax，抗?jié)B性水泥品種、細(xì)度:品種不同，抗?jié)B性不同；細(xì)度越大，強(qiáng)度越高，抗?jié)B性越好養(yǎng)護(hù)條件：保濕養(yǎng)護(hù)，抗?jié)B性好。摻合料：適當(dāng)加入摻合料，抗?jié)B性提高外加劑：防水劑、減水劑、引氣劑、膨脹劑等養(yǎng)護(hù)齡期共三十一頁(yè)2、抗凍性（1）抗凍性定義：混凝土在保水狀態(tài)下，經(jīng)多次凍融循環(huán)而不破壞，強(qiáng)度不嚴(yán)重降低的性質(zhì)(xìngzhì)。（2）抗凍性檢測(cè)：試件：100x100x100mm，150x150x150mm，200x200x200mm。檢測(cè)：飽水：在15～20℃水中浸泡4d。凍融：－15℃～－20℃凍4h（200x200x200mm試件，凍6h)，取出放入15℃～20℃水中融4h，為一個(gè)循環(huán)。評(píng)價(jià)：n次凍融循環(huán)后，試件抗壓強(qiáng)度損失率:重量損失率:共三十一頁(yè)（3）抗凍性等級(jí)(děngjí)混凝土強(qiáng)度損失率不超過(guò)25％，重量損失率不超過(guò)5％的最大凍融循環(huán)次數(shù)(cìshù)n，表示為Fn（freezingthawing)，如：F50、F100、F150等。共三十一頁(yè)(4)、影響(yǐngxiǎng)抗凍性的因素密實(shí)度:密實(shí)度越高，抗凍性越好；氣孔含量及孔結(jié)構(gòu):含氣量(qìliàng)越大，閉孔越多，抗凍性越好；水灰比:在密實(shí)的情況下，水灰比小，抗凍性好；飽水程度:飽水程度越高，抗凍越差；養(yǎng)護(hù)條件:保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，抗凍性越好；摻合料:摻入適當(dāng)摻合料，可提高抗凍性；外加劑:摻入防水劑，引氣劑及減水劑，均能提高抗凍性。共三十一頁(yè)3、混凝土的抗侵蝕性

共三十一頁(yè)4、混凝土的碳化（中性化）(1)混凝土碳化的定義混凝土內(nèi)水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳，在濕度相宜時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過(guò)程,叫碳化,也稱中性化?；炷恋奶蓟嵌趸加杀砑袄镏饾u向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散的過(guò)程。碳化引起水泥石化學(xué)組成及組織結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)混凝土的堿度、強(qiáng)度(qiángdù)和收縮產(chǎn)生影響。共三十一頁(yè)(2)混凝土碳化的危害(wēihài)降低pH值，當(dāng)pH從12－13降至10.8時(shí)，鋼筋開始銹蝕。消耗Ca(OH)2，使混凝土中水化物分解，產(chǎn)生大量(dàliàng)硅膠和鋁膠。碳化收縮，導(dǎo)致混凝土表面裂縫。共三十一頁(yè)（3）碳化的優(yōu)點(diǎn)(yōudiǎn)增大了表面硬度(yìngdù)。促使水泥進(jìn)一步水化，混凝土密實(shí)度提高，適當(dāng)碳化可使混凝土抗壓強(qiáng)度提高。共三十一頁(yè)(4)、影響碳化速度(sùdù)的主要因素環(huán)境條件

二氧化碳的濃度：二氧化碳濃度高（如鑄造車間），碳化速度快；濕度：當(dāng)環(huán)境中的相對(duì)濕度在50～75％時(shí)，碳化速度最快，當(dāng)相對(duì)濕度小于25％或達(dá)到100％時(shí)，碳化停止。水泥品種(pǐnzhǒng)摻混合材的水泥堿度較低，碳化速度隨混合材料摻量的增多而加快。共三十一頁(yè)水灰比水灰比愈小，混凝土愈密實(shí)，二氧化碳(èryǎnghuàtàn)和水不易侵入，碳化速度就慢。外加劑及摻合料施工質(zhì)量共三十一頁(yè)5、堿-骨料(ɡǔliào)反應(yīng)抑制性（1）、定義混凝土中可溶性堿與骨料(ɡǔliào)中的活性成分，在有水存在的情況下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使硬化后的混凝土發(fā)生不均勻膨脹，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度和彈性模量下降，出現(xiàn)裂縫破壞的現(xiàn)象。共三十一頁(yè)常見的堿—骨料(ɡǔliào)反應(yīng)破壞形式共三十一頁(yè)共三十一頁(yè)（2）、堿－骨料反應(yīng)(fǎnyìng)種類1）堿－硅酸（硅酸鹽）反應(yīng)（ASR）骨料中的活性SiO2與混凝土中可溶性堿（Na2O＋0.658K2O），在有水存在的情況下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成膨脹性物質(zhì)(wùzhì)。具有活性SiO2的骨料：蛋白石（非晶質(zhì)）；磷灰石和方石英（隱晶質(zhì)）；流紋巖、安山巖及凝灰?guī)r（變膠體礦物）吸水膨脹3倍的膠狀體共三十一頁(yè)2）堿－碳酸鹽反應(yīng)（ACR）骨料中的微晶或隱晶質(zhì)碳酸鹽與混凝土中可溶性堿，在有水存在的情況下，發(fā)生(fāshēng)化學(xué)反應(yīng)，生成膨脹性物質(zhì)：生成的NaOH繼續(xù)進(jìn)行去白云化反應(yīng)。具有碳酸鹽活性的骨料：白云石質(zhì)的石英巖、方解石質(zhì)的白云巖。共三十一頁(yè)（3）堿－骨料反應(yīng)必須具備以下(yǐxià)三個(gè)條件：可溶性堿（NaOH、KOH）Na2O＋0.658K2O）。骨料中具有堿活性成分。存在水分(shuǐfèn)。干燥狀態(tài)下不會(huì)發(fā)生堿－骨料反應(yīng)。共三十一頁(yè)（4）、控制堿－骨料(ɡǔliào)反應(yīng)的措施控制水泥及混凝土中的堿含量(Na2O＋0.658K2O）:水泥中可溶性堿含量≤0.6%，單方(dānfāng)混凝土中堿含量<3.0kg。選用非堿活性骨料。保持硬化混凝土干燥。摻礦物摻合料。摻引氣劑。摻堿骨料抑制劑。共三十一頁(yè)二、提高(tígāo)混凝土耐久性的措施合理選擇水泥品種。選用質(zhì)量良好(liánghǎo)，技術(shù)條件合格的砂石骨料?？刂扑冶燃氨ＷC足夠的水泥用量是保證混凝土密實(shí)度的重要措施，是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵。摻入減水劑或引氣劑，改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，對(duì)提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性有良好作用。改善施工操作，保證施工質(zhì)量。共三十一頁(yè)內(nèi)容(nèiróng)總結(jié)第五