五、混凝土的力学性能.ppt

氯化物对结构物暴露于潮汐区与浪溅区混凝土的作用，在很大程度上取决暴露时间、条件和混凝土性能。 保护层的厚度和性质对尽可能地延长t0很关键，低水灰比、水泥用量适当与足够地养护对增大t0、降低吸收与扩散系数有关。 混凝土中钢材的锈蚀 下列几种新措施，可以在原材料选择、配合比设计、保护层厚度与施工过程的基础上，进一步改善对钢材腐蚀的防护作用： 1)在新拌混凝土里掺用阻锈剂，如亚硝酸钙； 2)用不锈钢作为配筋，或环氧涂层钢筋； 3)混凝土采用涂层保护，减少氯盐与氧的侵入； 4)对钢筋进行阴极保护，即外加电压以保持钢筋处于阴极区。 混凝土中钢材锈蚀的防护措施 粉煤灰减小混凝土的氯离子扩散的作用 一个不透水，但存在非 连续微裂缝，且多孔的 钢筋混凝土结构 环境作用(第一阶段) (无可见损伤) 1. 侵蚀作用 (冷热循环、干湿循环) 2. 荷载作用 (循环荷载、冲击荷载) 由于微裂缝和孔隙 连通起来，不透水性逐 渐丧失 环境作用(第二阶段) (损伤的开始与扩展) 水的渗入 O2、CO2渗入 酸性离子(Cl- 、 SO4-)渗入 A：以下原因使孔隙内静水 压增大、混凝土膨胀： 钢筋锈蚀、碱-骨料反应、 水结冰、硫酸盐侵蚀; B：混凝土强度与刚度降低 开裂、剥落与整体性丧失 混凝土受环境作用产生劣化的“整体性”模型 提高混凝土耐久性的主要措施 混凝土的耐久性主要取决于组成材料的品质和混凝土本身的密实性及孔隙特征。因此，提高混凝土的耐久性应在这两方面采取措施 1)根据工程所处环境及使用条件，合理选择水泥品种； 2)选用较小的水灰比，尽量减少拌和用水量，以减少多余水(23%的水泥质量以外的水)造成的各种孔隙和因泌水所形成的渗水通道；混凝土中应有足够的水泥用量，以保护钢筋不致生锈，且粘结牢固。 3)掺用引气剂或减水剂； 4)改善施工方法，提高施工质量。做到搅拌透澈、灌注均匀、振捣密实、加强养护。 5)表面处理，提高混凝土表面层的密实度，如采用真空抽水、二次振捣，表面浸绩处理等。 提高钢筋混凝土结构耐久性的整体论 混凝土耐久性设计 对各种处于侵蚀性环境中工作的结构物，不仅需要考虑强度，还需要从耐久性角度来选择原材料，进行混凝土配合比设计和决定钢筋混凝土保护层最小厚度等。 混凝土结构防腐蚀耐久性设计，必须针对结构预定功能和所处环境条件，选择合适的结构形式、合理的构造、抗腐蚀性与抗渗性良好的优质混凝土。 对暴露环境严酷或对耐久性有更高要求的重要工程，宜配以其他防腐蚀措施，如采用高性能混凝土、混凝土表面涂层保护、环氧涂层钢筋、混凝土中掺阻锈剂等。 海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范 思 考 题 1. 为什么高强混凝土时常并不耐久？ 2. 实验室试验表明抗渗透性良好的混凝土，用其浇注的水池使用不久就漏水了，这是什么原因？ 3. 防波堤处于潮差区与浪溅区的混凝土暴露环境相当严酷，可以采用哪些措施来改善耐久性？其中什么措施最经济？ * * 混凝土膨胀率与水灰比的关系 时间(年) 膨胀率(％) 粉煤灰对混凝土膨胀率的影响 时间(年) 膨胀率(％) 2. 盐结晶引起开裂 混凝土因孔隙里盐发生结晶的物理作用，可能造成严重的损害，许多多孔材料都可能由于与其接触的饱和溶液析晶过程产生的压力引起开裂。 盐结晶只能发生在一定温度下溶质的浓度超过饱和浓度的时候。过饱和度越大，结晶压越大。 例如岩盐NaCl在过饱和度=2时，8?C下产生的结晶压可达55.4MPa，足以让岩石或混凝土开裂 四、混凝土的酸腐蚀 由于混凝土中硬化水泥浆体呈高碱性，没有任何硅酸盐水泥混凝土可以耐酸腐蚀。但如果注意降低渗透性并且养护良好，也能够生产出在弱酸环境中足够耐久的混凝土。 酸腐蚀机理： 加速溶蚀 Ca(OH)2 + 2H+ → Ca2+ + 2H2O C-S-H 分解成硅凝胶： 3Cao?2SiO2?3H2O + 6H+ → 3Ca2＋+ 2(SiO2?3nH2O) +6H2O 破坏模式：表面溶蚀为主 五、碱－骨料反应 Alkali-Aggregate Reaction (AAR) 什么是碱骨料反应？ 碱骨料反应的破坏形式和机理有哪些？ 如何抑制混凝土中的碱骨料反应 什么是碱骨料反应？ 最常见、最重要的反应是碱—硅反应(简称ASR)，它是骨料中所含的无定形硅与孔隙里含碱(钠、钾、钙的氢氧化物)的溶液反应，生成易于吸水膨胀的碱-硅凝胶，当结构物暴露在潮湿环境中，混凝土体内相对湿度超过85%时，就会出现膨胀，直到引起混凝土开裂与破坏。 扫描电镜下的碱性反应凝胶 碱硅反应 (A