混凝土的腐蚀与防护PPT课件
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选用耐蚀水泥 加入钢筋阻锈剂 非金属防腐涂料：聚苯乙烯、环氧煤焦
油等 塑料、花岗石、耐酸瓷板（砖）、玻璃
钢 采用聚合物水泥混凝土（树脂混凝土） 阴极保护，保护钢筋
14
2019/10/26
15
＝11.5 ② 酸性气体：SO2、H2S、NOx等与碱作用 ③ 湿度：湿度增加，气体对混凝土的腐蚀增强 ④ M水水g泥：(H石软C密水O3实会)2能导把致水溶中出的型C腐a蚀(O；H)硬2变水成含C有aCCOa(3H沉C淀O3下)2来或，使12
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ凝土的防护措施
• 实行全面的腐蚀控制
出发点：最大限度地保证混凝土自身密实完好，保持 高碱度＆防止有害离子入侵
游离的碳酸能使水泥石形成酸性分解型腐蚀，但腐蚀缓慢， 比其它酸性溶液的腐蚀轻微的多
11
混凝土腐蚀的影响因素
• 混凝土的化学成分：造成碱集性反应。另外二氧化硅的结 晶度越差，活性越大，则碱活性的膨胀率越大
• 混凝土的孔隙率或密实度 • 环境因素 ① 使大碱气性中降的低CO，2而：混当凝CO土2含中量的超钢过筋0保.3持％钝时态，的产最生低炭碱化度，为并p且H
2019/10/26
8
（4）微生物腐蚀
• 来源于硫杆菌等 • 有氧和水时，细菌将硫转变成硫酸。硫来
源于矿物硫、油田中的硫化物或者污水
9
（5）碱集性反应
• 来源于强碱（Na2O和K2O）与SiO2作用 • 水泥石中的强碱与骨料中活性的SiO2作用，在骨料中形
成一层致密的碱-硅酸盐凝胶（如Na2SiO3·2H2O），再遇 水产生膨胀，使骨料遇水泥石之间的界面胀破，导致混凝 土整体破坏。它是影响混凝土结构物耐久性＆寿命的重要 因素，是当前材料学科研究的前沿之一
某些工业废水，所含有的Mg2＋与硬化水泥石中Ca2＋起交换作用，生 成Mg(OH)2和可溶性钙盐、导致水泥石的分解
6
（3）膨胀型腐蚀
• 来源于硫酸盐溶液、结晶型盐类溶液 • 硫酸盐侵蚀。硫酸盐与混凝土中的氢氧化钙作用，生成
硫酸钙，再进一步与水化铝酸钙作用，生成硫铝酸钙， 体积膨胀两倍以上 • 盐类结晶膨胀。某些盐不与水泥石反应，但可以在水泥 石孔隙中产生结晶。如无水Na2SO4在高温干燥时形成 Na2SO4·10H2O结晶，体积是原来的4倍 碱性介质如K2CO3和Na2CO3也是具有膨胀型的腐蚀介质 7
3
混凝土腐蚀的类型
按形态分类
• 溶出型腐蚀
• 分解型腐蚀
• 膨胀型腐蚀（结晶型腐蚀）
• 细菌腐蚀
• 碱集料反应
4
（1）溶出型腐蚀
• 来源于软水的作用 • 水泥石中Ca(OH)2受到软水作用，产生物理性溶
解并从水泥石中溶出，引起混凝土强度减小，酸 度增大，孔隙增大，加剧溶解，造成恶性循环
5
（2）分解型腐蚀
基本措施就是提高混凝土自身的防护能力，包括选择 良质水泥、增加水泥用量，降低水灰比，使用优良外 加剂、掺和料、增加混凝土保护层厚度，表面增设耐 蚀层：如做玻璃钢或涂刷氯磺化聚乙烯涂料等。预埋 穿墙套管，避免破坏建筑物的整体性，不随意开口。 严格控制设备、管道“跑、冒、滴、漏”现象
13
• 采用防腐蚀材料
10
钢筋混凝土结构的腐蚀机理
• 它是混凝土和钢筋的复合体
• 它按腐蚀形态分为两种：
① 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破坏
② 混凝土本身未腐蚀，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能诱发钢筋腐蚀的离子如氯离 子，使钢筋表面钝化作用丧失（水泥石的碱性使钢筋处于 钝态），引起钢筋的锈蚀。锈蚀产物为铁的氢氧化物、氧 化物，导致体积增大2～4倍
• 来源于pH<7的溶液（包括酸性溶液和碳酸）、镁盐溶液 • 炭化作用。CO2或含有CO2的软水与水泥中的Ca(OH)2等起反应，导
致混凝土中碱度降低和混凝土本身的粉化 • 形成可溶性的钙盐。在工业生产中，酸性溶液能与硬化水泥石中的钙
离子形成可溶性的钙盐，造成腐蚀 • 镁盐侵蚀。含有氯化镁、硫酸镁或碳酸氢镁等镁盐的地下水、海水及
混凝土是一种多微孔的非均质性的结构材料，腐蚀介质 从孔隙的渗透是侵蚀的主要原因
2
水泥混凝土的腐蚀危害
尤其在海洋环境、西部盐渍地区以及抛洒防冰盐的北方 地区，基础设施的腐蚀比较严重
在其内部以及干燥环境中的混凝土构筑物的腐蚀缓慢， 危害性没有引起人们足够的认识
美国钢筋混凝土的修复费用每年2500亿美元，其中 1550亿美元花费在桥梁上；英国基础设施修复费用费为 155亿英镑；加拿大仅维护和修复一座遭受碱集料反应破 坏的25m高的大坝，累计费用就高达15亿加元；我国建筑 基础设施的腐蚀损失每年达1000亿元
混凝土的腐蚀与防护
1
混凝土的腐蚀与防护
混凝土的结构特点
混凝土是一种复杂的建筑材料，它是碎石或炉渣在水泥 或其它胶结材料中的凝聚体
水泥熟料由硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙 （2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）和铁铝酸四钙
（4CaO·Al2O3·Fe2O3）等组成。这些熟料与水作用（水合 作用）凝固后即成为水泥石。整体呈碱性
油等 塑料、花岗石、耐酸瓷板（砖）、玻璃
钢 采用聚合物水泥混凝土（树脂混凝土） 阴极保护，保护钢筋
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＝11.5 ② 酸性气体：SO2、H2S、NOx等与碱作用 ③ 湿度：湿度增加，气体对混凝土的腐蚀增强 ④ M水水g泥：(H石软C密水O3实会)2能导把致水溶中出的型C腐a蚀(O；H)硬2变水成含C有aCCOa(3H沉C淀O3下)2来或，使12
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ凝土的防护措施
• 实行全面的腐蚀控制
出发点：最大限度地保证混凝土自身密实完好，保持 高碱度＆防止有害离子入侵
游离的碳酸能使水泥石形成酸性分解型腐蚀，但腐蚀缓慢， 比其它酸性溶液的腐蚀轻微的多
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混凝土腐蚀的影响因素
• 混凝土的化学成分：造成碱集性反应。另外二氧化硅的结 晶度越差，活性越大，则碱活性的膨胀率越大
• 混凝土的孔隙率或密实度 • 环境因素 ① 使大碱气性中降的低CO，2而：混当凝CO土2含中量的超钢过筋0保.3持％钝时态，的产最生低炭碱化度，为并p且H
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（4）微生物腐蚀
• 来源于硫杆菌等 • 有氧和水时，细菌将硫转变成硫酸。硫来
源于矿物硫、油田中的硫化物或者污水
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（5）碱集性反应
• 来源于强碱（Na2O和K2O）与SiO2作用 • 水泥石中的强碱与骨料中活性的SiO2作用，在骨料中形
成一层致密的碱-硅酸盐凝胶（如Na2SiO3·2H2O），再遇 水产生膨胀，使骨料遇水泥石之间的界面胀破，导致混凝 土整体破坏。它是影响混凝土结构物耐久性＆寿命的重要 因素，是当前材料学科研究的前沿之一
某些工业废水，所含有的Mg2＋与硬化水泥石中Ca2＋起交换作用，生 成Mg(OH)2和可溶性钙盐、导致水泥石的分解
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（3）膨胀型腐蚀
• 来源于硫酸盐溶液、结晶型盐类溶液 • 硫酸盐侵蚀。硫酸盐与混凝土中的氢氧化钙作用，生成
硫酸钙，再进一步与水化铝酸钙作用，生成硫铝酸钙， 体积膨胀两倍以上 • 盐类结晶膨胀。某些盐不与水泥石反应，但可以在水泥 石孔隙中产生结晶。如无水Na2SO4在高温干燥时形成 Na2SO4·10H2O结晶，体积是原来的4倍 碱性介质如K2CO3和Na2CO3也是具有膨胀型的腐蚀介质 7
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混凝土腐蚀的类型
按形态分类
• 溶出型腐蚀
• 分解型腐蚀
• 膨胀型腐蚀（结晶型腐蚀）
• 细菌腐蚀
• 碱集料反应
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（1）溶出型腐蚀
• 来源于软水的作用 • 水泥石中Ca(OH)2受到软水作用，产生物理性溶
解并从水泥石中溶出，引起混凝土强度减小，酸 度增大，孔隙增大，加剧溶解，造成恶性循环
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（2）分解型腐蚀
基本措施就是提高混凝土自身的防护能力，包括选择 良质水泥、增加水泥用量，降低水灰比，使用优良外 加剂、掺和料、增加混凝土保护层厚度，表面增设耐 蚀层：如做玻璃钢或涂刷氯磺化聚乙烯涂料等。预埋 穿墙套管，避免破坏建筑物的整体性，不随意开口。 严格控制设备、管道“跑、冒、滴、漏”现象
13
• 采用防腐蚀材料
10
钢筋混凝土结构的腐蚀机理
• 它是混凝土和钢筋的复合体
• 它按腐蚀形态分为两种：
① 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破坏
② 混凝土本身未腐蚀，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能诱发钢筋腐蚀的离子如氯离 子，使钢筋表面钝化作用丧失（水泥石的碱性使钢筋处于 钝态），引起钢筋的锈蚀。锈蚀产物为铁的氢氧化物、氧 化物，导致体积增大2～4倍
• 来源于pH<7的溶液（包括酸性溶液和碳酸）、镁盐溶液 • 炭化作用。CO2或含有CO2的软水与水泥中的Ca(OH)2等起反应，导
致混凝土中碱度降低和混凝土本身的粉化 • 形成可溶性的钙盐。在工业生产中，酸性溶液能与硬化水泥石中的钙
离子形成可溶性的钙盐，造成腐蚀 • 镁盐侵蚀。含有氯化镁、硫酸镁或碳酸氢镁等镁盐的地下水、海水及
混凝土是一种多微孔的非均质性的结构材料，腐蚀介质 从孔隙的渗透是侵蚀的主要原因
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水泥混凝土的腐蚀危害
尤其在海洋环境、西部盐渍地区以及抛洒防冰盐的北方 地区，基础设施的腐蚀比较严重
在其内部以及干燥环境中的混凝土构筑物的腐蚀缓慢， 危害性没有引起人们足够的认识
美国钢筋混凝土的修复费用每年2500亿美元，其中 1550亿美元花费在桥梁上；英国基础设施修复费用费为 155亿英镑；加拿大仅维护和修复一座遭受碱集料反应破 坏的25m高的大坝，累计费用就高达15亿加元；我国建筑 基础设施的腐蚀损失每年达1000亿元
混凝土的腐蚀与防护
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混凝土的腐蚀与防护
混凝土的结构特点
混凝土是一种复杂的建筑材料，它是碎石或炉渣在水泥 或其它胶结材料中的凝聚体
水泥熟料由硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙 （2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）和铁铝酸四钙
（4CaO·Al2O3·Fe2O3）等组成。这些熟料与水作用（水合 作用）凝固后即成为水泥石。整体呈碱性