普通混凝土耐久性研究

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耐久性混凝土研究报告

耐久性混凝土研究报告

耐久性混凝土研究报告耐久性混凝土研究报告一、研究背景混凝土是一种常用的建筑材料,其耐久性对于建筑结构的长期稳定性至关重要。

然而,由于外界环境的影响,例如温度变化、湿度、化学物质的侵蚀等,混凝土结构容易发生损坏和腐蚀,降低了其使用寿命和安全性。

因此,耐久性混凝土的研究非常重要。

二、研究目的本报告旨在通过研究耐久性混凝土的材料特性和施工技术,探讨如何提高混凝土结构的耐久性,延长其使用寿命。

三、研究方法1. 材料选取:选择常用的水泥、骨料和添加剂等作为研究对象。

2. 实验设计:通过对不同组合比例的混凝土进行试验,分析不同材料对混凝土耐久性的影响。

3. 实验数据分析:通过对试验数据的统计分析和对比,总结提高混凝土耐久性的关键因素。

四、研究结果1. 材料特性:通过实验发现,添加适量的粉煤灰和矿渣粉可以显著提高混凝土的耐久性,减少裂缝和渗透问题。

2. 施工技术:采用适当的混凝土浇注技术和养护方法,可以改善混凝土的抗渗性和抗裂性。

五、研究结论通过研究耐久性混凝土的材料特性和施工技术,可以得到以下结论:1. 添加适量的粉煤灰和矿渣粉是提高混凝土耐久性的有效方法,可以减少混凝土的渗透性和裂缝。

2. 采用合适的混凝土浇注技术和养护方法,可以改善混凝土的工作性能和耐久性。

3. 对于长期处于潮湿环境的混凝土结构,应增加防水层和抗渗设施,以防止水分侵蚀。

六、研究建议基于以上研究结论,我们提出以下建议:1. 进一步研究和应用新型的混凝土材料和添加剂,以提高混凝土的耐久性和抗裂性。

2. 完善混凝土施工技术和养护措施,加强对混凝土的质量控制和监测。

3. 加强混凝土结构的维修和保养,及时处理损坏和裂缝问题,延长结构的使用寿命。

七、研究创新点本研究通过对耐久性混凝土的材料特性和施工技术的研究,提出了一些创新点:1. 添加适量的粉煤灰和矿渣粉可以有效改善混凝土的耐久性。

2. 采用合适的混凝土浇注技术和养护方法可以提高混凝土的工作性能。

普通混凝土长期耐久性实验规范

普通混凝土长期耐久性实验规范

普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法 GBJ82—85主编部门:城乡建设环境保护部批准部门:中华人民共和国国家计划委员会施行日期:1986年7月1日关于发布《普通混凝土拌合物性能试验方法》等三本国家标准的通知计标〔1985〕1889号根据原国家建委(78)建发设字第562号通知的要求,由城乡建设部中国建筑科学研究院会同有关单位共同编制的《普通混凝土拌合物性能试验方法》等三本标准,已经有关部门会审。

现批准《普通混凝土拌合物性能试验方法》GBJ80—85、《普通混凝土力学性能试验方法》GBJ81—85和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》GBJ82—85等三本标准为国家标准,自一九八六年七月一日施行。

该三本标准由城乡建设部管理,其具体解释等工作由中国建筑科学研究院负责。

出版发行由我委基本建设标准定额研究所负责组织。

国家计划委员会一九八五年十一月二十五日编制说明本标准是根据原国家建委(78)建发设字第562号通知的要求,由中国建筑科学研究院会同各有关单位共同编制而成的。

在编制过程中,作了大量的调查研究和试验论证工作,收集并参考了国际标准和其它国内外有关的标准规范,经过反复讨论修改而成的。

在编制过程中曾多次征求全国各有关单位的意见,最后才会同有关部门审查定稿。

本标准为普通混凝土基本性能中有关长期性能和耐久性的试验方法。

内容包括抗冻性能试验(慢冻法、快冻法)、动弹性模量试验、抗渗性能试验、收缩试验、受压徐变试验、碳化试验、混凝土中的钢筋锈蚀试验、抗压疲劳强度试验等九个方法。

由于普通混凝土长期性能和耐久性能试验涉及范围较广,本身又将随着仪器设备的改进和测试技术的提高而不断发展,故希望各单位在执行本标准过程中,能注意积累资料,总结经验,如发现有需要修改补充之处,请特意见和有关资料寄中国建筑科学研究院混凝土研究所,以便今后修改时参考。

城乡建设环境保护部一九八五年七月第一章总则第1.0.1条为了在确定混凝土性能特征值,检查或控制现浇混凝土工程或预制构件的质量时,有一个统一的混凝土长期性能和耐久性试验方法,特制订本标准。

混凝土材料的耐久性能研究现状分析

混凝土材料的耐久性能研究现状分析

混凝土材料的耐久性能研究现状分析一、引言混凝土是建筑工程中最常用的建筑材料之一,其耐久性能一直是研究的热点问题。

混凝土材料的耐久性能直接影响着建筑物的安全、使用寿命和经济效益。

随着建筑工程的不断发展,混凝土材料的耐久性能也得到了越来越多的研究。

本文将从混凝土材料的耐久性能研究现状入手,探讨混凝土材料的耐久性能及其影响因素。

二、混凝土材料的耐久性能研究现状1.国内外研究现状混凝土材料的耐久性能研究已经成为世界范围内的热点问题。

在国外,欧洲、美国等发达国家对混凝土材料的耐久性能研究非常重视。

在国内,混凝土材料的耐久性能研究也逐渐得到了关注。

国内学者主要从混凝土的配合比、外加剂的使用、混凝土的制备工艺、环境因素等角度研究混凝土材料的耐久性能。

2.研究方法目前,研究混凝土材料的耐久性能的方法主要有以下几种:(1)实验研究法:通过实验手段,对混凝土材料的耐久性能进行研究,如抗渗、抗冻、耐久性等。

(2)数值模拟法:通过建立数学模型,对混凝土材料的耐久性能进行预测和分析。

(3)实际工程观测法:通过对已建成的混凝土结构进行观测和数据分析,研究混凝土材料的耐久性能。

三、混凝土材料的耐久性能及其影响因素1.混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性是混凝土材料耐久性能的重要指标之一。

混凝土的抗渗性与混凝土的强度、孔隙率、水胶比等因素有关。

2.混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在冻融循环过程中的抗裂能力。

混凝土的抗冻性与混凝土的强度、孔隙率、空气含量、水胶比等因素有关。

3.混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在长期使用过程中所能保持的性能。

混凝土的耐久性与混凝土的强度、孔隙率、水胶比、外加剂的使用、制备工艺等因素有关。

4.混凝土的碱骨料反应混凝土的碱骨料反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的硅酸盐反应,导致混凝土膨胀、龟裂、剥落等现象。

混凝土的碱骨料反应与混凝土中的碱含量、骨料中的硅酸盐含量等因素有关。

四、结论混凝土材料的耐久性能是建筑工程中不可忽视的问题。

混凝土耐久性研究

混凝土耐久性研究

混凝土耐久性研究混凝土是建筑工程中常用的一种材料,具有优良的耐久性和强度,但是在实际应用过程中,由于受到环境、荷载等多种因素的影响,混凝土的耐久性问题也成为了工程中的一个重要研究内容。

本文将对混凝土的耐久性进行研究,并探讨其影响因素及相关的解决方法。

一、混凝土耐久性的影响因素1. 环境因素混凝土在不同的环境中会受到不同程度的侵蚀和破坏,比如气候条件、化学腐蚀、生物侵蚀等。

在潮湿的环境中,混凝土易受到水分侵蚀,导致混凝土内部空隙被侵蚀并加速腐蚀。

在酸雨的腐蚀下,混凝土内的水泥基质会被溶解,从而降低混凝土的强度和耐久性。

生物的侵蚀也是影响混凝土耐久性的一个重要因素,生长在混凝土表面的植物根系、细菌和真菌会对混凝土产生破坏作用,进一步减少混凝土的使用寿命。

2. 结构设计及施工工艺混凝土结构设计的合理与否,以及施工工艺的优劣都会直接影响混凝土的耐久性。

比如在结构设计中,应该充分考虑到混凝土在使用寿命内可能受到的荷载及变形,以及预留的防护层等,以降低混凝土的受力状态。

施工工艺的好坏也会直接影响混凝土的质量,比如浇筑时的震动、密实度和成坯的养护等。

3. 材料选用混凝土的耐久性还与使用的材料有直接关系,如水泥的品质、骨料的优劣、添加剂和外加剂的选用等。

其中水泥的品质直接影响混凝土的耐久性,因为其决定了混凝土的强度和抗渗透性,而骨料的优劣会影响混凝土的强度和耐久性,添加剂和外加剂的选用则会影响混凝土的工作性能和耐久性。

二、混凝土耐久性的研究方法及解决方案1. 实验研究对混凝土的耐久性进行实验研究是比较常用的方法之一。

通过模拟不同环境条件对混凝土的侵蚀和破坏,研究混凝土的耐久性变化规律,并探讨其影响因素。

比如可以通过浸泡试验、腐蚀试验、冻融试验等,来评价混凝土的耐久性,并根据实验结果提出相应的解决方案。

2. 数值模拟利用数值模拟的方法对混凝土的耐久性进行研究,通过建立相应的数学模型,模拟不同环境条件下混凝土的受力和破坏过程,预测混凝土在不同环境下的使用寿命,为设计和施工提供参考依据。

混凝土结构材料的耐久性评估与优化研究

混凝土结构材料的耐久性评估与优化研究

混凝土结构材料的耐久性评估与优化研究引言:混凝土是建筑工程中广泛使用的一种结构材料,具有承重能力强、耐久性好等优点。

然而,随着时间的推移,混凝土结构材料会受到外界环境因素的侵蚀,导致其性能逐渐下降。

为了确保混凝土结构的稳定性和可靠性,需要进行耐久性评估与优化研究。

本文将通过介绍耐久性评估的方法和优化研究的内容,探讨混凝土结构材料的耐久性问题以及优化策略。

一、耐久性评估方法1.1 物理性能测试混凝土结构材料的物理性能测试是评估其耐久性的重要手段之一。

例如,应进行强度测试、容重测试、吸水性测试等,以评估混凝土的强度、结构紧密度和水分渗透性。

这些测试结果可以为混凝土结构材料的耐久性提供有力的依据。

1.2 化学性能分析混凝土结构材料遭受环境侵蚀时,会发生化学反应,进而影响其性能。

通过进行化学性能分析,例如酸碱性测试、电化学腐蚀测试等,可以了解混凝土材料在特定环境下的耐久性。

同时,该分析还可以确定其中的微量元素和矿物组成,为后续优化提供参考。

1.3 加速腐蚀试验为了模拟混凝土结构材料长期暴露于不同环境条件下的情况,可以进行加速腐蚀试验。

通过控制试验条件,例如湿度、温度等,可以加速混凝土的腐蚀过程,并评估其耐久性。

这种方法能够快速获取材料的性能数据,提高评估效率。

二、混凝土结构材料的耐久性问题2.1 混凝土碳化混凝土碳化是由于二氧化碳和水进入混凝土中,造成碱性物质被中和,从而导致混凝土内钢筋腐蚀的一种现象。

混凝土碳化会降低混凝土的强度和耐久性,甚至导致混凝土结构的失效。

因此,应通过加入合适的控制剂,减缓混凝土碳化的速度,提高混凝土结构的耐久性。

2.2 混凝土氯盐侵蚀混凝土结构在海洋环境或受盐湖影响的地区使用时,会受到氯盐的侵蚀。

氯盐会破坏混凝土中的氧化锈蚀层,进而导致钢筋腐蚀,使混凝土结构损坏。

为了解决这一问题,可以使用添加剂,如氯离子抑制剂、混凝土密封剂等,减少混凝土的孔隙度,从而抑制氯离子的进入,提高混凝土的耐久性。

混凝土结构耐久性研究的回顾与展望

混凝土结构耐久性研究的回顾与展望

混凝土结构耐久性研究的回顾与展望一、本文概述混凝土,作为一种广泛应用的建筑材料,其结构耐久性问题一直是工程领域的研究热点。

随着全球基础设施建设的快速发展,混凝土结构的耐久性问题愈发凸显,对其性能衰减机制、预防策略以及修复技术的研究与应用显得尤为重要。

本文旨在回顾混凝土结构耐久性研究的历程与主要成果,分析当前研究的热点与难点,并对未来的研究方向进行展望。

文章将首先概述混凝土结构耐久性研究的重要性,随后梳理国内外在这一领域的研究进展,以期为推动混凝土结构耐久性研究的进一步发展提供有益的参考。

二、混凝土结构耐久性研究的回顾混凝土结构耐久性研究的历史可以追溯到20世纪初,当时主要关注的是混凝土材料的基本性能和强度。

然而,随着时间的推移,工程师们开始注意到混凝土结构在自然环境和使用条件下会逐渐出现损伤和劣化,从而影响其使用性能和安全性。

这一认识促使了对混凝土结构耐久性问题的深入研究。

在20世纪中期,研究者们开始系统地研究混凝土结构的耐久性,涉及混凝土材料的耐久性、钢筋的锈蚀、氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀等多个方面。

这一阶段的研究主要集中在实验室环境下模拟混凝土结构的耐久性试验,以及对损伤和劣化机理的初步探索。

进入21世纪,随着计算机技术的飞速发展,数值模拟和有限元分析等技术在混凝土结构耐久性研究中得到了广泛应用。

这使得研究者能够更精确地模拟和预测混凝土结构在不同环境和荷载条件下的耐久性能,为工程实践提供了有力支持。

随着全球环境问题的日益严重,混凝土结构耐久性研究的视角也逐渐拓展到可持续性和环境影响方面。

例如,研究者开始关注混凝土材料的环境友好性、废弃混凝土结构的回收利用、以及新型耐久性材料和技术的研发等。

混凝土结构耐久性研究已经经历了从简单到复杂、从单一到综合的发展历程。

然而,随着工程实践的不断深入和全球环境问题的日益严峻,混凝土结构耐久性仍然面临着诸多挑战和问题需要解决。

因此,未来的研究需要更加全面、深入和创新,以推动混凝土结构耐久性的持续改进和提升。

混凝土的耐久性研究原理

混凝土的耐久性研究原理

混凝土的耐久性研究原理一、前言混凝土是建筑工程中使用最广泛的材料之一,其优点在于可塑性好、耐久性强、施工方便等等。

然而,随着建筑工程的日益发展,混凝土的耐久性问题逐渐浮现。

本文将就混凝土的耐久性研究原理进行探讨。

二、混凝土的耐久性问题混凝土的耐久性问题主要表现在以下几个方面:1.冻融循环:在北方地区,冬季气温低,水分进入混凝土内部,当温度下降时,水分将结晶膨胀,导致混凝土表面产生开裂等问题。

2.碳化:混凝土中的主要成分是水泥,而水泥在空气中会与二氧化碳反应,形成碳酸钙,导致混凝土表面出现龟裂、脱落等问题。

3.氯离子侵蚀:氯离子能够破坏混凝土中的水泥石,导致混凝土表面出现腐蚀等问题。

以上问题都会导致混凝土的性能下降,进而影响建筑工程的使用寿命和安全性。

三、混凝土的耐久性研究原理混凝土的耐久性研究主要是通过实验研究,采取一系列的试验手段,分析混凝土在不同条件下的性能和耐久性,进而提高混凝土的耐久性。

下面将从不同角度对混凝土的耐久性研究原理进行介绍。

1.混凝土材料的性能测试混凝土材料的性能测试是混凝土耐久性研究的基础。

其中,最常见的测试有强度测试、抗渗透测试、抗冻融测试、抗碳化测试、抗氯离子侵蚀测试等。

这些测试能够全面地了解混凝土材料的性能和耐久性,为混凝土的设计和施工提供参考。

2.混凝土结构的性能测试混凝土结构的性能测试是混凝土耐久性研究的重要手段之一。

其中,最常见的测试有抗震性能测试、疲劳性能测试、循环荷载测试等。

这些测试能够全面地了解混凝土结构的性能和耐久性,为混凝土结构的设计和施工提供参考。

3.混凝土微观结构的分析混凝土微观结构的分析是混凝土耐久性研究的重要手段之一。

其中,最常见的分析有扫描电镜分析、X射线衍射分析、透射电镜分析等。

这些分析能够全面地了解混凝土微观结构的组成和性能,为混凝土的设计和施工提供参考。

4.混凝土配合比的优化混凝土配合比的优化是混凝土耐久性研究的重要手段之一。

通过优化混凝土的配合比,可以提高混凝土的抗冻融性能、抗碳化性能、抗氯离子侵蚀性能等。

混凝土耐久性试验及评价方法研究

混凝土耐久性试验及评价方法研究

混凝土耐久性试验及评价方法研究一、引言混凝土作为建筑结构中最常用的材料之一,其耐久性问题一直备受关注。

混凝土结构在使用过程中会受到多种因素的影响,如气候、环境、荷载等,长期使用下容易出现裂缝、腐蚀等问题,降低结构的安全性和使用寿命。

因此,混凝土耐久性的试验和评价方法研究具有重要的理论和实际意义。

二、混凝土耐久性试验方法1. 氯离子渗透试验氯离子是混凝土中最主要的腐蚀源,氯离子渗透试验可以评估混凝土的抗渗透性和耐久性。

氯离子渗透试验的基本原理是将混凝土样品浸泡在含有氯离子的盐水中,通过测量氯离子的渗透深度来评估混凝土的耐久性。

氯离子渗透试验适用于评估混凝土的耐久性和抗渗透性,但是其结果受到氯离子浓度、样品尺寸、温度和湿度等因素的影响。

2. 碳化试验碳化试验是评估混凝土的碳化深度和碳化速率的方法。

混凝土中的水泥石会与空气中的CO2反应,产生CaCO3,这个过程叫做碳化。

碳化会导致混凝土的pH值下降,从而加速钢筋的腐蚀。

碳化试验的基本原理是将混凝土样品暴露在CO2的环境中,通过测量样品中的pH值和碳化深度来评估混凝土的耐久性。

碳化试验适用于评估混凝土的碳化速率和腐蚀倾向,但是其结果受到试验时间、CO2浓度、湿度和温度等因素的影响。

3. 冻融试验冻融试验是评估混凝土的冻融性能的方法。

混凝土在低温环境下会受到冻融循环的影响,容易出现裂缝、脱落等问题。

冻融试验的基本原理是将混凝土样品暴露在低温环境下,通过测量样品的质量变化、抗压强度和弹性模量等指标来评估混凝土的耐久性。

冻融试验适用于评估混凝土的冻融性能和抗冻性能,但是其结果受到温度、冻融次数和湿度等因素的影响。

4. 硫酸盐攻击试验硫酸盐是混凝土中的另一个腐蚀源,硫酸盐攻击试验可以评估混凝土的硫酸盐抗性。

硫酸盐会与混凝土中的水泥石反应,产生硬化产物,从而引起体积膨胀和混凝土的破坏。

硫酸盐攻击试验的基本原理是将混凝土样品浸泡在硫酸盐溶液中,通过测量样品的质量变化和强度变化来评估混凝土的耐久性。

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摘要从上个世纪中期,混凝土结构因耐久性不良造成过早失效及崩塌破坏的事故在国内外都屡见不鲜,世界各国为此付出的代价十分沉重。

由于工程安全因素更由于耗费巨资的经济因素,混凝土结构日益突出的耐久性问题,越来越受到世界各国学术界和工程界的广泛重视。

提高混凝土的耐久性,对节约资源、能源及资金均有重大的意义。

通过阅读大量关于混凝土耐久性方面的文献资料,总结了国内外混凝土结构的耐久性状况和研究动态,明确了混凝土结构耐久性的意义和重要性。

本论文探讨了混凝土的腐蚀类型和腐蚀机理,包括了混凝土基材水泥的腐蚀类型和机理,钢筋的锈蚀机理和混凝土结构的腐蚀机理,总结了混凝土耐腐蚀性能的主要影响因素以及它与抗渗性能和抗冻性能之间的关系;讨论了原材料的选择,包括水泥品种、集料性质、拌合及养护用水的水质情况、外加剂的种类和掺合料对混凝土耐腐蚀性能的影响。

关键词:混凝土;耐久性;耐腐蚀性目录一、绪论 (2)(一)混凝土耐久性的含义 (2)(二)国内外混凝土耐久性研究动态 (2)二、混凝土的腐蚀类型和腐蚀机理 (3)(一)腐蚀 (3)(二)水泥类材料的腐蚀机理 (3)(三)混凝土的耐腐蚀性与抗渗性和抗冻性之间的关系 (5)三、原材料对混凝土耐腐蚀性能的影响 (5)(一)水泥 (5)(二)集料 (6)四、普通混凝土高性能化 (6)(一)提高性能的技术途径 (6)(二)提高混凝土耐久性 (7)五、结论与展望 (8)(一)结论 (8)(二)展望 (8)普通混凝土耐久性研究一、绪论从19世纪20年代波特兰水泥价而成为土建工程中不可缺少的材料,广泛用于桥梁、大坝、高速公路、工业与民用建筑等结构中。

据不完全统计,当今世界每年消耗的混凝土量不少于45亿立方米,并且随着逐步增长的城市化建设,年消耗量在不断增长。

混凝土材料经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程,似乎人们总是乐于追求强度的不断提高。

但是近四五十年来,混凝土结构因材质劣化造成过早失效以及崩塌破坏的事故在国内外都屡见不鲜,并有愈演愈烈之势。

这些混凝土工程的过早破坏,其原因不是强度不够,而是由于混凝土耐久性不良所造成。

(一)混凝土耐久性的含义所谓的混凝土耐久性,是指其抵抗环境介质的作用,并长期保持良好的使用性能和外观完整性,从而维持混凝土结构的安全和正常使用的能力。

影响混凝土结构耐久性的因素很多,可分为内在因素和外在因素两大类。

内在因素是指混凝土结构抵御环境的能力,由结构的设计形状和构造形式、选用的水泥和骨料的种类、外加剂的品种,钢筋保护层的厚度和直径的大小、混凝土的水灰比、浇注和养护的施工工艺等多种因素所决定。

外在因素是环境对混凝土结构的物理和化学作用,包括干湿和冻融循环、碳化、化学介质侵蚀、磨损破坏等诸多方面,不同环境对混凝土结构耐久性的影响程度不尽相同,外在因素是通过内在因素而起作用的混凝土耐久性具体包括抗渗、抗冻、耐腐蚀、碳化、碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能。

虽然混凝土在遭受压力水、冰冻或侵蚀作用时的破坏过程各不相同,但影响因素却有许多相同之处。

混凝土的密实度是最为关键的因素,其次是材料的性质、施工质量等。

(二)国内外混凝土耐久性研究动态混凝土结构耐久性问题的日益突出,引起了世界各国学术机构、学者和工程技术人员对加强钢筋混凝土结构耐久性研究的重视,表现在各种结构耐久性学术机构的不断成立和频繁的学术活动、大量的与结构耐久性有关的出版物以及大规模的科学研究方面。

1982年,国际材料与结构实验室联合会(RILEM)和国际建筑研究文献协会(CIB)联合组成了建筑材料及构件使用寿命预测委员会CIBW80/RILEM71-PSL,共同研究结构的寿命预测问题,1987年又成立了一个新的委员会CIB W80/RILEM100-TSL,以进一步推进委员会的工作和贯彻已取得的成果。

美国混凝土学会1957年成立了委员会ACI201,负责并指导混凝土耐久性方面的研究,1991年ACI委员会提出了“已有混凝土房屋抗力评估”的最新报告,制定了检测试验的详细方法和步骤。

二、混凝土的腐蚀类型和腐蚀机理(一)腐蚀所谓腐蚀,是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化。

腐蚀反应的场所,首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。

在一个腐蚀系统中,对材料行为起决定作用的是化学成分、结构和表面状态。

腐蚀过程中如伴有机械应力的作用,将加速腐蚀而出现一系列特殊的腐蚀现象。

腐蚀类型的划分,根据不同的起因、机理和破坏形式而有各种方法。

按腐蚀机理可分为电化学腐蚀和化学腐蚀两大类;按破坏形式可分为全面腐蚀和局部腐蚀;按环境可分为化学介质腐蚀、大气腐蚀、水、汽腐蚀和土壤腐蚀;从建筑防腐角度着眼,常按不同防护方法分为气态介质腐蚀(以涂料防护为主)、液态介质腐蚀(以覆面防护为主)和固态介质腐蚀。

在实际的建筑腐蚀行为中,有的为单一类型,但更普遍的是两种或多种类型同时并存。

(二)水泥类材料的腐蚀机理水泥是一种水硬性胶凝材料。

土建工程中应用最多的是硅酸盐系列水泥,了我国水泥总产量的90%左右。

硅酸盐水泥是由石灰质岩石、粘土和其它辅料煅烧成熟料后,再掺入石膏,然后磨细而成。

若在硅酸盐水泥熟料中掺入混合材料,则成为其它品种的水泥。

1.水泥的硬化机理硅酸盐水泥的性能包括耐腐蚀性是由其组成矿物的性质决定的性能,主要是水泥熟料中的几种矿物水化作用的结果。

硅酸盐水泥的主要熟料矿物的名称和含量范围如下:硅酸三钙3CaO·SiO2,简写为C3S,含量37%-60%硅酸二钙2CaO·SiO2,简写为C2S,含量15%-37%铝酸三钙3CaO·Al2O3,简写为C3A,含量7%-15%铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3,简写为C4AF,含量10%-18%以上主要熟料矿物中,硅酸三钙和硅酸二钙的总含量在70%以上,故称为硅酸盐水泥。

2.水泥的水化及凝结硬化水泥加水拌和后,熟料矿物与水发生水化反应,生成水化物,其反应式如下:1、2(3CaO·SiO2)+6H2O====3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2硅酸三钙水化硅酸钙氢氧化钙2、2(2CaO·SiO2)+4H2O====3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2硅酸二钙水化硅酸钙氢氧化钙3、3CaO·Al2O3+6H2O====3CaO·Al2O3·6H2O铝酸三钙水化铝酸钙4、4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O====3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O铁铝酸四钙水化铝酸钙水化铁酸钙当有石膏CaSO4·2H2O存在时,水化铝酸钙3CaO·Al2O3·6H2O会与石膏反应,生成高硫型水化硫铝酸钙(3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O)晶体,也称钙矾石。

随着水化反应的持续进行,水化物不断增多,水泥浆开始变稠,逐渐失去塑性而凝结,然后经过结晶过程而硬化,最终发展成坚硬的人造石——水泥石。

3.水泥类材料的腐蚀类型和机理水泥类材料的腐蚀分类有下列两种:一是按介质分类,可分为硫酸盐腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等;二是按腐蚀的形态分类,可分为溶出型腐蚀、分解型腐蚀、膨胀型腐蚀(又称结晶型腐蚀)。

水泥类材料在实际工程中的腐蚀,往往是多种类型复合的腐蚀。

4.素混凝土结构的腐蚀机理素混凝土的基本组成材料为水泥、砂、石和水。

砂、石一般认为是惰性材料,不参与混凝土硬化过程中的化学反应(碱集料反应除外)。

因此,素混凝土的腐蚀实际上就是水泥石的腐蚀,其腐蚀机理、类型与水泥相同。

5.钢筋混凝土结构的腐蚀机理钢筋混凝土结构材料是混凝土和钢筋的复合体,它的腐蚀形态可分为两种:一是由于混凝土的耐久性不足,其本身被腐蚀破坏,同时也由于钢筋的裸露,腐蚀而导致整个结构的破坏;二是混凝土本身并未腐蚀,但由于外部介质的作用,导致混凝土本身化学性质的改变或引入了能激发钢筋腐蚀的离子,使钢筋表面的钝化作用丧失,引起了钢筋的锈蚀(三)混凝土的耐腐蚀性与抗渗性和抗冻性之间的关系混凝土的抗渗性,是指混凝土抵抗有压介质(水、油、溶液等)渗透作用能力。

它是决定混凝土耐久性最基本的因素,若混凝土的抗渗性差,不仅周围水等液体物质易渗入内部,而且当遇有负温或环境水中含有侵蚀性介质时,混凝土就易遭受冰冻或侵蚀作用而破坏,对钢筋混凝土还将引起其内部钢筋的锈蚀,并导致表面混凝土保护层开裂与剥落。

因此,对地下建筑、水坝、水池、港工、海工等工程,必须要求混凝土具有一定的抗渗性。

混凝土的抗冻性,是指混凝土在水饱和状态下,经受多次冻融循环作用,能保持强度和外观完整性的能力。

在寒冷地区,特别是在接触水又受冻的环境下的混凝土,要求具有较高的抗冻性能。

混凝土受冻融作用而破坏的原因,是由于混凝土内部孔隙中的水在负温下结冰膨胀造成的静水压力和因冰水蒸汽压的差别推动未冻水向冻结区的迁移所造成的渗透压力。

混凝土在遭受压力水、冰冻或侵蚀作用时的破坏过程,虽然各不相同,但影响因素却有许多共同之处。

混凝土的密实度是主要的影响因素,其次是原材料的性质、施工质量等。

在相同条件下,混凝土的密实性愈好,则其抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性愈强。

三、原材料对混凝土耐腐蚀性能的影响(一)水泥水泥按其用途及性能分为三类,即通用水泥、专用水泥和特殊水泥。

在腐蚀环境中,水泥品种的选择宜按下列要求进行。

1.硅酸盐水泥凡是以适当成分的生料,烧至部分熔融,所得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量的石膏,磨细而成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥。

它的特点是标号高、快硬、早强、水化热高2.普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥简称普通水泥,是在硅酸盐水泥中掺加不大于15%的掺合料,其基本性能与硅酸盐水泥相同,但由于掺合料能结合一部分水化时产生的Ca(OH)2,因而抗软水和硫酸盐的腐蚀能力有所提高。

3.矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥简称为矿渣水泥,是由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏,磨细制成的水硬性胶凝材料。

在气态腐蚀环境下,由于水泥石的碱度较低,密实性差,容易中性化,对钢筋的保护性比较差,因此矿渣水泥在上部结构中应慎重采用。

4.火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥,是由硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合料和适量石膏,磨细制成的水硬性胶凝材料。

火山灰水泥的凝结与硬化,与矿渣水泥大致相同。

5.粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥简称粉煤灰水泥,是由硅酸盐水泥熟料。

粉煤灰和适量石膏,磨细制成的水硬性胶凝材料。

粉煤灰水泥的凝结硬化与火山灰水泥相近。

为了节约水泥、改善混凝土性能,在拌制混凝土时掺入的矿物粉状材料,称为掺合料。

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