混凝土耐久性演示文稿

• 混凝土中钢材的钝化膜会由于下列原因被破坏：
1.混凝土中的Ca(OH)2被空气里的SO2、NO2、CO2等酸 性氧化物中和而失去碱性；
2.道路除冰盐或海水带进来的氯离子的作用
钢筋锈蚀导致混凝土构件破坏的几种形式
混凝土中钢材锈蚀的防护措施：
• 优先选用耐腐蚀的水泥 • 减小水灰比，掺加优质掺合料 • 配制混凝土时掺加钢筋阻锈剂 • 增加保护层厚度 • 喷刷防腐涂料等
的水灰比 • 掺加优质粉煤灰或硅粉等，以减小孔隙率 • 表面用涂料或砂浆覆盖，隔绝空气中的CO2
碳化之后你知道会发生什么吗？那 就是继续的化学腐蚀，其实碳化也是化 学腐蚀的一种
4.化学腐蚀
• 与混凝土相接触的周围介质中含有不同浓 度的酸、盐、和碱类侵蚀性物质时，渗透 进入混凝土内部与相关成分发生物理作用 或化学反应，使得混凝土遭到腐蚀，逐渐 剥落，直至失效。
掺入引气剂后的抗冻性对比
掺引气 剂前
掺引气剂后可 提高抗冻性
• 有害气体（CO2、SO2、HCl）的侵入使混 凝土碳化或者腐蚀
3.碳化
碳化是指环境中的CO2与混凝土水泥石 中的Ca(OH) 2作用生成碳酸钙和水，从而降 低混凝土中碱度的现象。
碳化对混凝土的影响(利弊)
1.提高致密度，对抗压有利（碳化反应由 表及里向混凝土内部缓慢扩散，表层碳 化生成碳酸钙沉淀，可填充水泥石的孔 隙）；
碳化和化学腐蚀进一步的过程是什么呢？ 透过混凝土的保护层，该是钢筋了吧！
5.钢筋的锈蚀
• 一般混凝土内的强碱性使得钢筋表面 形成钝化膜，使钢筋在混凝土中不会 锈蚀
• 如果钢筋表面钝化膜被破坏，则钢筋 就会发生电化学腐蚀——锈蚀破坏。 混凝土中钢筋锈蚀，引起体积膨胀2～ 7倍，导致混凝土保护层开裂破坏
• 同时达到重量损失5%和强度损失25%的最 大冻融循环次数，即为混凝土的抗冻标号， 如：D25，……，D300。
如何防止冻融破坏呢？
• 提高混凝土抗冻性能的方法 • 水泥石抗冻性：
– 低水灰比 – 保证混凝土良好的养护 – 引气剂
• 骨料的抗冻性
– 选用抗冻骨料
引入的气孔作用机理
• 水压很高，可使毛细孔间的水泥石破坏； • 引入的气孔可以释放水压，避免高压水的产生； • 大量的空气泡减小了水释放的平均距离； • 引起的气孔有利于混凝土抗冻害性能的改善
混凝土耐久性演示文稿
钢筋混凝土桥梁的侵蚀损毁
钢筋混凝土结构耐久性
1.渗透
当混凝土与周围介质存在 压力差时，高压一方的液体或 者 气体将向低压方迁移，这种 现象称为渗透。
高压
低压
总述：
1.如果混凝土渗入水同时在寒冷条件下冰冻， 很容易造成冻融破坏
2.如果有害气体侵入混凝土会使混凝土碳化 或腐蚀
3.如果周围介质中含有的酸碱盐侵蚀混凝土， 则混凝土会发生化学腐蚀
4.主要以氯离子和碳化作用影响而产生的钢 筋锈蚀
5.混凝土自身的碱-骨料反应
耐久性
抗渗性
抗冻性
抗腐蚀性 抗碳化性能 碱-骨料反应
2.冻融
冻裂
为什么会发生冻融破坏呢？
• 原因：
– 混凝土中大毛细孔里的水结冰时，体积 大约要膨胀9 %
• 一般发生在混凝土凝固数年之后
碱-骨料反应分类
• 碱硅反应 • 碱硅酸盐反应 • 碱碳酸盐反应 • 发生碱骨料反应的必要条件：混凝土
中含碱、骨料有活性和孔隙中含水， 且均达到一定量指标
混凝土碱-骨料反应的可能性和严重性可以用 单位体积内的含碱量（kg/m3）来表示：
– 如果体内没有足够的空间容纳，就会产 生可能引起开裂的压力作用于孔缝的壁 上，导致孔缝扩展和连接
– 反复的冻融循环使危害扩大和积累，孔 缝不断增多，并扩展和连通，造成强度 下降
• 破坏模式：
– 表面出现缺棱、掉角、脱皮等现象 – 质量损失 – 强度、弹性模量下降
抗冻试验方法， 用28天龄期的标准试件进行慢冻法，在每 次冻融循环后测定其重量和抗压强度
• 分为以下两类： 1.溶蚀型腐蚀（水解） 2.结晶膨胀型腐蚀（生成石膏，再水化物铝
硫酸盐反应生成钙矾石，体积膨胀）
钙矾石的形成
如何防止或减轻混凝土的化学腐 蚀呢？
• 选用抗腐蚀性能较强的水泥品种 • 配制混凝土时采用较低的水灰比，添
加活性掺合料 • 适当增大受力钢筋的保护层的厚度 • 表面涂料或侵渍处理等
2.引起混凝土收缩，产生微裂纹，降低混 凝土抗拉、抗折强度及耐久性；
3.使混凝土碱度降低，降低混凝土对钢筋 的保护作用，会使钢筋易于锈蚀。
减轻或延缓混凝土碳化的措施：
• 适当增大钢筋的保护层厚度，延迟碳化层 抵达钢筋的时间
• 选用抗碳化性能较好的普通硅酸盐水泥 • 配制的混凝土中有足够的水泥用量、较低
最后一种情况啦!
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碱 碱—骨料反应引起混凝土
的自由变形产生网状裂缝
骨 料 反 应 引 起 的 错 位
碱—骨料反应引起混凝土 的自由变形产生网状裂缝
碱骨料反应破坏实例：
碱骨料反应破坏的 铁路轨枕
碱骨料反应破坏的桥墩
碱骨料反应破坏的防 护板，并导致钢筋锈 蚀破坏
6.碱-骨料反应
• 混凝土骨料中的某些活性矿物与混凝土孔 隙中的碱性溶液之间发生化学反应，体积 膨胀，在内部产生膨胀应力，导致混凝土 开裂和强度下降，称为碱-骨料反应。