【正文】 在砼中有害鹽類的濃縮加劇了化學(xué)侵蝕的速度 , 這是主要的 。 (四 ) 砼的孔結(jié)構(gòu) ? 砼水泥石孔結(jié)構(gòu)與水氣遷移密切相關(guān)的兩個參數(shù)是連通孔隙率和孔徑分布 . ? 連通孔隙率是指水泥石中互相連通 , 水氣可以遷移的孔隙所占的體積百分率 , 相當(dāng)于最大可逆水含量 , 通常為 20~30%. ? 孔徑分布影響水氣遷移的類型和速度 。 95%時 , 由于缺氧 ,銹蝕速度又下降 . 可見 , 相對濕度居中 (65~85%),是銹蝕危害最大的環(huán)境 . 3. 溫度的影響 溫度影響砼的硬化速度，溫度增加 10~15C度強(qiáng)度增加速度快一倍。 (二 ) 砼侵蝕劣化的類型 ?凍融循環(huán)破壞 ?環(huán)境水的化學(xué)腐蝕 ?砼內(nèi)鋼筋銹蝕 (碳化或氯鹽引起 ) ?堿 骨料反應(yīng)破壞 ?物理磨損破壞 (磨蝕 ) (三 ) 環(huán)境的影響 ?對砼結(jié)構(gòu)耐久性影響 起決定性作用的是結(jié)構(gòu)砼周圍 (以厘米距離計 )的微觀氣侯和與 砼接觸的環(huán)境水或環(huán)境土的狀況 . ?足夠的水份 , 水中有害物質(zhì)和溫度是環(huán)境特征的三個主要因素 . 1. 有害物質(zhì)及其濃度 ?二氧化碳 鋼筋保護(hù)層碳化 ?氯化物 促進(jìn)鋼筋銹蝕 ?氧 鋼筋銹蝕的條件之一 ?酸類 砼酸性腐蝕 ?硫酸鹽 砼結(jié)晶型腐蝕 ?堿 (鉀 ,鈉 )砼堿 骨料反應(yīng)破壞 ?鎂鹽 砼化學(xué)腐蝕 2. 水和濕度的影響 ? 環(huán)境水和濕度對砼的碳化過程、氯污染、凍害和化學(xué)侵蝕都有重要的影響，但影響程度各不同相。對于耐久性差的砼結(jié)構(gòu) , 維修的弗用比建設(shè)投資增加許多倍 .(國外 5倍定率 ) 二 砼的劣化 (一 ) 砼劣化基本條件 (二 ) 砼侵蝕劣化的類型 (三 ) 環(huán)境的影響 (四 ) 砼的孔結(jié)構(gòu) (五 ) 孔中的水氣 (六 ) 水氣遷移 (一 ) 砼劣化基本條件 1. 氣體、水以及含在水氣中的有害物質(zhì)在砼的孔隙和裂縫中的遷移、結(jié)合和變化是砼劣化的基本條件 , 其中水氣的遷移是首要條件。砼耐久性和高性能砼介紹 高存成 中國 重慶 二 O一 O年十月十八日 目錄 一 砼結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命 二 砼的劣化 三 砼的開裂 四 砼的凍融破壞 五 砼的化學(xué)侵蝕 六 砼中鋼筋銹蝕 七 砼的堿 骨料反應(yīng) 八 砼的磨蝕破壞 九 高性能砼 一 砼結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命 (一 ) 砼結(jié)構(gòu)耐久性 砼結(jié)構(gòu)耐久性取決于使用環(huán)境條件以及砼結(jié)構(gòu)設(shè)計、 材料 (砼和鋼筋 ) 、施工質(zhì)量和維護(hù) . (二 ) 砼結(jié)構(gòu)使用壽命 砼結(jié)構(gòu)使用壽命指砼結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境和維護(hù)條件下，能保持設(shè)計使用性能的年限。 2. 水氣遷移的動力有 : 濃度差引起擴(kuò)散 。 ? 環(huán)境條件相互影響的例子 : 相對濕度 50~60%時 ,砼碳化速度最快 。同樣，砼的化學(xué)腐蝕、鋼筋銹蝕、堿 骨料反應(yīng)的破壞速度也與溫度的提高成類似的正比關(guān) 系 . 砼熱天和冷天施工 ,砼的強(qiáng)度發(fā)展和施工技術(shù)措施 (材料選擇 ,配合比 ,溫控和防凍 ,養(yǎng)護(hù)等 )是不同的 . 砼的內(nèi)外溫差過大和降溫過快是砼開裂的重要原因。 微孔主要是凝膠孔 。 其次 , 鹽類結(jié)晶也產(chǎn)生物理性破壞 .但在內(nèi)陸鹽漬土地區(qū) , 由于環(huán)境水礦化度很高 , 氣侯干燥 ,晝夜溫差大 ,在毛細(xì)吸附區(qū)砼的鹽類結(jié)晶性破壞將占主導(dǎo)地位 . 三 砼的開裂 (一 ) 砼開裂的機(jī)理 (二 ) 裂縫類型 1. 荷載引起的開裂 2. 變形引起的開裂 3. 膨脹引起的開裂 4. 裂縫和鋼筋 (一 ) 砼開裂機(jī)理 砼受到的拉應(yīng)變超過其抗拉應(yīng)變能力 (極限延伸率 ), 砼就會開裂 .(＞ ) 砼抗拉強(qiáng)度約為 1/10~1/12的抗壓強(qiáng)度 . 砼極限延伸率約為 ~ 應(yīng)變產(chǎn)生的主要原因有 : 砼由于各種收縮和溫差引起的變形 。 砼表面干燥 , 內(nèi)外層產(chǎn)生收縮差 , 表面產(chǎn)生拉應(yīng)力內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力 , 這類收縮裂縫也是龜裂 . 干燥收縮率一般為 3~8/萬 ③ 塑性收縮開裂 澆筑 2~4h內(nèi) , 表面蒸發(fā)失水超過泌水提供的水時 , 孔隙水中產(chǎn)生毛細(xì)張力而體積縮小 , 如表面的粗骨料或鋼筋產(chǎn)生約束 , 就可能開裂 . 路面和樓板常見此類裂縫 , 寬度大約 2~3mm, 分布不規(guī)則 , 多為平行或 45度角 . ④ 塑性沉降開裂 如泌水嚴(yán)重 , 砼體積沉降收縮并受到鋼筋或模板阻礙就可能開裂 . 這種裂縫多為沿著厚板上部鋼筋方向或柱子橫截面箍筋處產(chǎn)生 . 當(dāng)鋼筋間距很小時可能出現(xiàn)水平沉降裂縫 , 引起鋼筋保護(hù)層分層 , 以后如偶凍害或鋼筋銹蝕 , 保護(hù)層可能無預(yù)兆剝落 . 3. 膨脹引起的開裂 ?鋼筋銹蝕引起 ?硫酸鹽腐蝕引起 ?堿 骨料反應(yīng)引起 ?水泥安定性不良 ?膨脹劑摻加不均勻或不適量 四 砼的凍融破壞 1. 孔中水結(jié)冰 ? 水變冰體積增加 9%, 充滿水的孔結(jié)冰膨脹會引起水泥石開裂 。2H2O + 2NaOH + 8H2O 石膏結(jié)晶 ② 4CaOAI2O3 ? 摻加高效減水劑降低水膠比和用水量 , 提高砼密實性 。2SiO47H2O + 3CaOH 2O + nH2O ? 海水中硫酸鎂與水化硅酸鈣反應(yīng)產(chǎn)生石膏和沒有強(qiáng)度的氫氧化鎂 ,對砼有腐蝕作用 .但由于大量氯離子存在 ,提高硫鋁酸鈣的溶解度 ,產(chǎn)生不結(jié)晶的氯鋁酸鈣 ,對硫酸鹽腐蝕的破壞程度大大減弱 ,所以海水的化學(xué)侵蝕程度要專門考慮 . (五 ) 鹽結(jié)晶破壞 砼結(jié)構(gòu)一部分接觸含鹽環(huán)境水 , 另一部分為蒸發(fā)表面時 ,由于水遷移 (壓力 ,擴(kuò)散 ,毛細(xì)吸引 ,蒸發(fā) ), 蒸發(fā)面附近的砼孔隙中鹽溶液不斷 濃縮、 結(jié)晶、 積聚 .由于 反復(fù)干濕循環(huán)產(chǎn)生結(jié)晶和溫度變化引起晶型轉(zhuǎn)化 , 在孔隙中產(chǎn)生的結(jié)晶壓力導(dǎo)之砼破壞 . 除了這種鹽類物理結(jié)晶破壞外 , 由于孔中有害離子濃度提高 , 化學(xué)侵蝕的速度也加快 . 結(jié)晶水化物的晶變溫度及膨脹率 硫酸鈉的晶變膨脹最大 六 砼中的鋼筋銹蝕 1. 鋼筋的鈍化和脫鈍 2. 砼的碳化 3. 氯離子的危害 4. 鋼筋的銹蝕模型 5. 氯鹽的坑狀腐蝕 6. 應(yīng)力腐蝕的的斷裂和氫脆 7. 裂縫對銹蝕的影響 8. 鋼筋銹蝕的后果 9. 鋼筋保護(hù)層的作用 1. 鋼筋鈍化和脫鈍 ? 鈍化作用 砼孔隙中 水 的堿度很高 (PH),此時鋼筋表面形成一層很薄的鈍化膜 , 阻止鐵元素的溶解 , 即使提供足夠的氧和水 , 鋼筋也不會生銹 . ? 脫鈍原因 鈍化膜溶解 : (碳化 ), PH9。 ? 經(jīng)過若干中間過程 , 鐵離子與氫氧根化合生成鐵銹(帶水氧化鐵 ), 消耗氧氣從空氣中通過保護(hù)層向鋼筋擴(kuò)散 , 水只是起到使電化學(xué)過程發(fā)生的作用 . ? 如果砼是干