水泥與混凝土基本知識(shí)之三-混凝土的性能

1、水泥(shun)與混凝土基本知識(shí)混凝土的性能(xngnng)特征共六十七頁內(nèi) 容混凝土拌合物的基本性能(xngnng)混凝土的強(qiáng)度混凝土的體積穩(wěn)定性混凝土的耐久性共六十七頁普通(ptng)混凝土拌合物共六十七頁和易性(workability)砼拌合物的施工操作（拌合、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)）的難易程度和抵抗離析作用程度并能獲得質(zhì)量均勻，密實(shí)砼的性能。包括(boku)：流動(dòng)性、粘聚性、保水性和易性和易性粘聚性保水性(shuxng)流動(dòng)性易達(dá)結(jié)構(gòu)均勻易成型密實(shí)好好在本身自重或施工機(jī)械振搗作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)并且均勻密實(shí)地填滿模板的性能。各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力，在運(yùn)輸和澆注過程中不致產(chǎn)生離析和分層現(xiàn)

2、象的性質(zhì)。具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質(zhì)。保證混凝土硬化后的質(zhì)量共六十七頁流動(dòng)性：流動(dòng)性是砼拌和物在自重或施工振搗的作用下，產(chǎn)生流動(dòng)，并均勻、密實(shí)地填滿模型的性能。 流動(dòng)性反映拌和物的稀稠，關(guān)系著施工振搗的難易和澆筑的質(zhì)量。粘聚性（抗離性）：是砼拌合物在施工過程中互相之間有一定粘聚力，不發(fā)生分層、離析、泌水，保持整體均勻的性能。保水性：保水性是砼拌合物保持水分不易析出的能力。砼拌合物中的水，一部分是保證水泥(shun)水化所需水量，另一部分是為使砼拌合物具有足夠流動(dòng)性，便于澆搗所需的水量。和易性和易性的含義(hny)共六十七頁和易性的評(píng)定(pngdng)定量測

3、定拌合物的流動(dòng)性、輔以直觀(zhgun)經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。 1.坍落度法測定混凝土拌合物在自重作用下產(chǎn)生的變形值坍落度（單位mm）。適用范圍：集料最大粒徑不大于40mm；坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。 和易性共六十七頁2.維勃稠度法 測定(cdng)使拌合物密實(shí)所需要的時(shí)間，s。適用范圍粗骨料最大粒徑不大于40mm；坍落度小于10mm，維勃稠度在5s30s之間的干硬性混凝土 和易性的評(píng)定(pngdng)和易性共六十七頁混凝土拌合物按流動(dòng)性的分類(fn li)按混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（GB50164）的規(guī)定，塑性混凝土、干硬性(yngxng)混凝土分別按坍落度 、維勃稠度分

4、為四級(jí)。名 稱代號(hào)指標(biāo)混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度10mm）低塑性混凝土塑性混凝土流動(dòng)性混凝土大流動(dòng)性混凝土T1T2T3T410mm40mm50mm90mm100mm150mm160mm干硬性混凝土（坍落度10mm）超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土 V0V1V2V331s30s21s20s11s10s5s共六十七頁混凝土施工(sh gng)時(shí)坍落度的選擇混凝土拌合物坍落度的選擇，應(yīng)根據(jù)施工條件、構(gòu)件截面尺寸(ch cun)、配筋情況、施工方法等來確定。結(jié) 構(gòu) 種 類坍落度，mm基礎(chǔ)或地面等的墊層，無配筋的大體積結(jié)構(gòu)（擋土墻、基礎(chǔ)等）或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)1030板、梁和大型及

5、中型截面的柱子等3050配筋密列的結(jié)構(gòu)（如薄壁、斗倉、筒倉、細(xì)柱等）5070配筋特密的結(jié)構(gòu)7090共六十七頁影響(yngxing)和易性的因素1.組成材料及其用量之間的關(guān)系水泥漿數(shù)量(shling)和單位用水量；骨料的品種、級(jí)配和粗細(xì)程度；砂率 ；外加劑2.施工環(huán)境的溫度、攪拌制度等。 水泥水砂石子外加劑水泥漿骨料混凝土拌合物共六十七頁合理砂率的確定合理砂率是指在水泥漿數(shù)量一定(ydng)的條件下，能使拌合物的流動(dòng)性（坍落度T）達(dá)到最大，且粘聚性和保水性良好時(shí)的砂率；或者是在流動(dòng)性（坍落度T）、強(qiáng)度一定，粘聚性良好時(shí)，水泥用量最小的砂率。 影響(yngxing)和易性的因素共六十七頁改善(gi

6、shn)和易性的措施采用合理(hl)砂率；改善砂石的級(jí)配；摻外加劑或摻合料；根據(jù)環(huán)境條件，注意坍落度的現(xiàn)場控制；在水灰比不變的條件下，適當(dāng)增加水泥漿的用量，可增大拌合物的流動(dòng)性；在砂率不變的條件下，適當(dāng)增加砂石的用量，可減小拌合物的流動(dòng)性。摻外加劑的混凝土共六十七頁混凝土拌合物的凝結(jié)(nngji)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間混凝土失去塑性但不具備機(jī)械強(qiáng)度的時(shí)間稱為混凝土的初凝時(shí)間混凝土失去塑性且具備機(jī)械強(qiáng)度的時(shí)間成為(chngwi)終凝時(shí)間初凝時(shí)間表示施工時(shí)間的極限；終凝時(shí)間表示力學(xué)強(qiáng)度開始快速發(fā)展。砼拌合物的凝結(jié)時(shí)間的影響因素：水泥品種，環(huán)境溫度、濕度、摻和料、外加劑。共六十七頁混凝土的強(qiáng)度(qingd)共

7、六十七頁混凝土強(qiáng)度(qingd)的產(chǎn)生強(qiáng)度產(chǎn)生的原因：膠凝材料水化產(chǎn)物，形成水泥石，水泥石包裹在集料(j lio)周圍，形成具有強(qiáng)度的整體。受力前，在水泥石和界面處存在缺陷和裂縫：由于水泥的收縮，引起砂漿與粗骨料間產(chǎn)生拉應(yīng)力，產(chǎn)生裂縫水泥的泌水使與集料間形成界面裂縫水泥水化熱引起的裂縫；多余水的蒸發(fā)留下的孔隙外力碰撞、振動(dòng)不均勻，不密實(shí)產(chǎn)生的裂縫（如拆模式時(shí)）施工時(shí)不可能達(dá)到完全密實(shí)，留有孔隙加外力后，以上裂縫，孔隙不斷發(fā)展，混凝土破壞，表現(xiàn)出承載極限。共六十七頁混凝土的強(qiáng)度(qingd)混凝土強(qiáng)度(qingd)的種類混凝土強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度握裹強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度鋼筋與混

8、凝土的粘結(jié)強(qiáng)度共六十七頁混凝土的強(qiáng)度(qingd)P抗壓強(qiáng)度(kn y qin d)抗拉強(qiáng)度（彎拉）PP抗拉強(qiáng)度（直接拉伸）共六十七頁混凝土的強(qiáng)度(qingd)影響抗壓強(qiáng)度的因素（1）水泥(shun)的強(qiáng)度和水灰比 式中：fcu混凝土28d齡期抗壓強(qiáng)度值，MPa；fce水泥28d抗壓強(qiáng)度的實(shí)測值，MPa； 混凝土灰水比，即水灰比的倒數(shù)；a、b回歸系數(shù)。當(dāng)混凝土水灰比值在0.400.80之間時(shí)越大，則混凝土的強(qiáng)度越低；水泥強(qiáng)度越高，則混凝土強(qiáng)度越高。共六十七頁（2）粗集料的品種 碎石形狀不規(guī)則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度較高卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度較低。在水泥石

9、強(qiáng)度及其它條件相同時(shí)，碎石混凝土的強(qiáng)度高于卵石混凝土的強(qiáng)度。（3）養(yǎng)護(hù)條件 在保證足夠濕度情況下，溫度越高，水泥凝結(jié)硬化(ynghu)速度越快，早期強(qiáng)度越高；低溫時(shí)水泥混凝土硬化比較緩慢，當(dāng)溫度低至0以下時(shí)，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險(xiǎn)?；炷翝仓戤吅螅仨毤訌?qiáng)養(yǎng)護(hù)，保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸龋员ＷC混凝土不斷地凝結(jié)硬化?；炷恋膹?qiáng)度(qingd)共六十七頁（4）齡期齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時(shí)間。在正常的養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨齡期的增加(zngji)而不斷發(fā)展，在714d內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后逐漸減慢，28d后強(qiáng)度發(fā)展更慢。由于水泥水化的原因，混凝土的強(qiáng)度發(fā)展可持續(xù)數(shù)十年

10、。當(dāng)采用普通水泥拌制的、中等強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的抗壓強(qiáng)度與其齡期的對(duì)數(shù)成正比。 n3混凝土的強(qiáng)度(qingd)式中： fn、f28分別為n、28天的抗壓強(qiáng)度。（5）外加劑共六十七頁采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥；采用單位用水量較小、水灰比較小的干硬性混凝土；采用合理砂率，以及級(jí)配合格、強(qiáng)度較高、質(zhì)量良好(lingho)的碎石改進(jìn)施工工藝，加強(qiáng)攪拌和振搗；采用加速硬化措施，提高混凝土的早期強(qiáng)度；在混凝土拌合時(shí)摻入減水劑或早強(qiáng)劑。 提高(t go)混凝土抗壓強(qiáng)度的措施共六十七頁混凝土的體積(tj)穩(wěn)定性共六十七頁變形(bin xng)的種類混凝土在荷載作用下產(chǎn)生彈性與非彈性變形，在硬化

11、過程和干燥(gnzo)或冷卻作用下也要產(chǎn)生變形當(dāng)變形受約束時(shí)常會(huì)引起開裂變形的分類： 化學(xué)收縮 非荷載作用下的變形 干濕變形 溫度變形 荷載作用下的變形： 短期荷載作用下的變形（包括彈性變形） 長期荷載作用下的變形徐變共六十七頁非荷載(hzi)作用下的變形化學(xué)收縮(shu su)溫度變形干濕變形(干縮濕脹） 自由收縮或膨脹：材料不受任何約束，自由變形，材料內(nèi)不產(chǎn)生應(yīng)力收縮前收縮后約束變形 產(chǎn)生應(yīng)力而引起開裂共六十七頁化學(xué)(huxu)收縮在混凝土硬化過程中，由于水泥水化生成物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，從而引起混凝土的收縮(shu su)，稱為化學(xué)收縮(shu su)。特點(diǎn)：化學(xué)收縮不可恢復(fù)、

12、收縮量是隨混凝土硬化齡期的延長而增加，一般在混凝土成型后40天左右增長較快，以后逐漸趨于穩(wěn)定?；瘜W(xué)收縮值很?。ㄐ∮?），對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)沒有破壞作用，但在混凝土內(nèi)部可能產(chǎn)生微細(xì)裂縫。共六十七頁溫度(wnd)變形混凝土隨著溫度的變化產(chǎn)生(chnshng)熱脹冷縮的變形。數(shù)值：混凝土的溫度線膨脹系數(shù)為（0.61.3）10-5/，即溫度升高1，每m膨脹0.006-0.013mm。危害：混凝土硬化初期，水泥水化放出大量熱，造成混凝土內(nèi)外溫差很大，有時(shí)可達(dá)5070。溫差使混凝土產(chǎn)生內(nèi)脹外縮，在外表混凝土中產(chǎn)生很大拉應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)使混凝土產(chǎn)生裂縫。共六十七頁溫度開裂(ki li)的控制礦物(kungw)摻合料低

13、熱水泥加大粗骨料粒徑非常低的水泥用量預(yù)冷拌合物原材料限制澆注層高冷卻水管冷卻水管大體積混凝土表面的溫度開裂共六十七頁干濕變形(bin xng)（干縮濕脹）由于混凝土周圍環(huán)境濕度的變化，會(huì)引起混凝土的干濕變形，表現(xiàn)為干縮濕脹。干縮的機(jī)理：毛細(xì)孔水的蒸發(fā)，毛細(xì)孔中形成負(fù)壓，隨者空氣濕度的降低負(fù)壓逐漸增大，產(chǎn)生收縮力，導(dǎo)致混凝土收縮。凝膠體顆粒的吸附水也發(fā)生(fshng)部分蒸發(fā)，凝膠體因失水而產(chǎn)生緊縮。干縮的特點(diǎn)：可恢復(fù)性（吸水膨脹）使混凝土表面出現(xiàn)拉應(yīng)力而導(dǎo)致開裂，嚴(yán)重影響混凝土的耐久性。共六十七頁 短期(dun q)荷載下的變形彈性模量彈塑性變形混凝土是一種由水泥石、砂、石、孔隙等組成的不勻質(zhì)

14、復(fù)合材料。不是一個(gè)完全(wnqun)彈性體，也不是一個(gè)完全(wnqun)塑性體，而是一個(gè)彈塑性體。受力時(shí)既產(chǎn)生彈性變形，又產(chǎn)生塑性變形，應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系不是直線，而是曲線。彈性變形：外力作用產(chǎn)生的可恢復(fù)的產(chǎn)生變形彈性模量切線模量(A,B線)割線模量（C線 )共六十七頁在應(yīng)力應(yīng)變曲線上任一點(diǎn)的應(yīng)力與其應(yīng)變的比值，稱作混凝土在該應(yīng)力下的變形模量。反映混凝土所受應(yīng)力與所產(chǎn)生應(yīng)變之間的關(guān)系。計(jì)算鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的變形、裂縫開展及大體積混凝土的溫度應(yīng)力時(shí)的必要參數(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土設(shè)計(jì)中，常采用一種按標(biāo)準(zhǔn)方法測得的靜力受壓彈性模量。彈性模量的影響因素：混凝土的強(qiáng)度骨料的含量(hnling)與彈性模量

15、水灰比養(yǎng)護(hù)條件 短期荷載(hzi)下的變形彈性模量共六十七頁長期荷載作用(zuyng)下的變形徐變混凝土在長期荷載作用(zuyng)下，隨時(shí)間而增長的變形稱為徐變水泥石中的凝膠體在長期荷載作用下的粘性流動(dòng)，并向毛細(xì)孔內(nèi)遷移。在混凝土的較早齡期加荷，水泥尚未充分水化，所含凝膠體較多，且水泥石中毛細(xì)孔較多，凝膠體易流動(dòng)，所以徐變發(fā)展較快；在晚齡期，水泥繼續(xù)硬化，凝膠體含量相對(duì)減少，毛細(xì)孔亦少，徐變發(fā)展慢。共六十七頁水灰比：混凝土的水灰比較小或在水中養(yǎng)護(hù)，徐變較小水泥用量：水灰比相同，水泥用量愈多，徐變愈大；骨料的性質(zhì)：混凝土所用骨料的彈性模量較大，徐變較小荷載(hzi)：所受應(yīng)力越大，徐變?cè)酱?。環(huán)

16、境濕度環(huán)境濕度對(duì)徐變的影響(yngxing)影響混凝土徐變的因素共六十七頁混凝土的耐久性共六十七頁混凝土耐久性的概念砼抵抗所處環(huán)境的作用破壞的能力，如溫度、濕度，化學(xué)侵蝕介質(zhì)等。環(huán)境對(duì)砼的作用：物理作用如凍融、滲透以及磨蝕，空蝕等；化學(xué)作用，如各種( zhn)酸、堿、侵蝕，碳化、堿集料反應(yīng)以及砼中的鋼筋銹蝕等。 混凝土的耐久性(durability)共六十七頁耐久性類型(lixng)1)混凝土的抗?jié)B性2)混凝土的抗凍性3)混凝土抗硫酸鹽4)混凝土的堿一骨料( lio)反應(yīng)5)混凝土的抗碳化6）混凝土鋼筋銹蝕6）磨損與氣蝕共六十七頁混凝土的抗?jié)B性 定義：混凝土抵抗壓力水(油、液體(yt)滲透的能

17、力，稱為抗?jié)B性。水是多數(shù)結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)耐久性問題的核心。不僅物理劣化過程與水有關(guān)；同時(shí)作為傳輸侵蝕性離子的介質(zhì)，水又是其化學(xué)劣化過程的一個(gè)根源?；炷恋目?jié)B性是反映混凝土耐久性的一個(gè)重要指標(biāo)。共六十七頁為什么混凝土?xí)B水(shn shu) 混凝土內(nèi)部存在孔隙通道是其滲水(shn shu)的根本原因！ 孔隙通道包括：混凝土中可蒸發(fā)水蒸發(fā)后留下的孔道；拌合物泌水時(shí)在骨料和鋼筋下方形成的水囊與水膜；混凝土各種原因引起的體積變形所產(chǎn)生的收縮裂縫；混凝土在荷載作用下的變形共六十七頁為什么混凝土?xí)B水(shn shu)1、高孔隙率、低滲透性4、多孔、高滲透性3、多孔、低滲透性2、低孔隙率、高滲透性孔隙率、

18、孔隙特征與滲透性的關(guān)系共六十七頁混凝土抗?jié)B性的影響(yngxing)因素混凝土的配合(pih)比水灰比膠凝材料混凝土的攪拌混凝土的震搗養(yǎng)護(hù)條件濕度溫度齡期最初幾周，硬化水泥漿體的滲透性下降幾個(gè)量級(jí)滲透性水灰比的關(guān)系臨界區(qū)共六十七頁混凝土的抗凍性在吸水飽和狀態(tài)下，混凝土能夠經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不顯著降低(jingd)其強(qiáng)度的性能，稱為混凝土的抗凍性。引起凍害的原因混凝土內(nèi)部孔中的水結(jié)冰水結(jié)冰使體積膨脹9%。凍害破壞影響到水泥石和骨料凍害破壞的外觀模式剝落 龜裂、分層構(gòu)筑物的什么位置最易受損?北方氣候混凝土路面、橋面板、擋土墻共六十七頁混凝土的凍融破壞(phui)的表現(xiàn)形式鐵路橋梁的凍害(

19、dnghi)剝落破壞鐵路橋梁的凍害剝落破壞共六十七頁混凝土凍害(dnghi)機(jī)理 水自由流動(dòng)，作用于玻璃瓶壁的壓力較小 水結(jié)冰開始，冰膨脹對(duì)瓶壁作用一個(gè)拉應(yīng)力 隨著結(jié)冰進(jìn)行，瓶壁對(duì)冰的約束，產(chǎn)生累計(jì)(li j)應(yīng)變能尋求釋放 內(nèi)壓很大以至于導(dǎo)致瓶壁破裂讓冰膨脹和能量釋放共六十七頁提高(t go)混凝土抗凍性的方法水泥石抗凍性：低水灰比保證混凝土良好的養(yǎng)護(hù)(yngh)引氣劑骨料的抗凍性選用抗凍骨料共六十七頁引入的氣孔作用(zuyng)機(jī)理水壓很高，可使毛細(xì)孔間的水泥石破壞；引入的氣孔可以釋放水壓，避免高壓(goy)水的產(chǎn)生；大量的空氣泡減小了水釋放的平均距離；引起的氣孔有利于混凝土抗凍害性能的改

20、善共六十七頁混凝土的抗硫酸(li sun)鹽侵蝕混凝土硫酸鹽侵蝕： 硫酸根離子與混凝土中水泥水化物之間的化學(xué)反應(yīng)，形成(xngchng)有害化合物，而導(dǎo)致混凝土組成和結(jié)構(gòu)的破壞、強(qiáng)度下降、表面剝離等。硫酸根離子的來源：海水有機(jī)物環(huán)境(垃圾、生活污水)工業(yè)廢料土壤和地下水水泥熟料共六十七頁混凝土硫酸鹽侵蝕(qnsh)的劣化模式劣化模式 體積膨脹 開裂 (從構(gòu)件的邊緣和角上開始) 表面剝落、質(zhì)量損失 強(qiáng)度下降(xijing) 外觀劣化發(fā)白最易發(fā)生的部位大壩橋墩地下基礎(chǔ)水工設(shè)施共六十七頁混凝土硫酸鹽侵蝕(qnsh)機(jī)理鈣礬石型石膏(shgo)型碳硫硅鈣石型C-S-H分解型共六十七頁鈣礬石型侵蝕(qn

21、sh)機(jī)理外部硫酸根離子滲入水泥石中；與單硫型硫鋁酸鈣、氫氧化鈣(qn yn hu i)、水反應(yīng)形成鈣礬石： C4AH18+2CH+3SO42+12H = C6A3H32 3C3A3CH+3SO42+29H C6A3H32鈣礬石體積膨脹產(chǎn)生拉應(yīng)力拉應(yīng)力導(dǎo)致混凝土內(nèi)部開裂破壞共六十七頁鈣礬石形成的膨脹(png zhng)機(jī)理結(jié)晶(jijng)壓力機(jī)理: 膨脹由鈣礬石晶體生長引起的，產(chǎn)生結(jié)晶壓力作用于水泥石內(nèi)部和骨料表面過渡區(qū)腫脹理論 Swelling theory: 膨脹是由孔溶液中鈣礬石結(jié)晶生長引起的，晶體有很大的表面，吸附水而腫脹，導(dǎo)致膨脹壓力。共六十七頁石膏型侵蝕(qnsh)機(jī)理硫酸根離子

22、滲入混凝土中的水泥石內(nèi)；與氫氧化鈣CH反應(yīng)，形成二水石膏 CH + + H = CH2 石膏形成導(dǎo)致強(qiáng)度降低，接著膨脹、開裂，將水泥石轉(zhuǎn)變?yōu)楹隣?、無膠結(jié)力的物質(zhì)。硫酸鹽溶液中陽離子(Na+ 、Mg2+ )的不同，可能(knng)將C-S-H凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)槭唷Ａ蛩徕c侵蝕:Na2SO4+CH+2H = CaSO4.2H2O+2NaOH硫酸鎂侵蝕：MgSO4+CH+2H = CaSO4.2H20+Mg(OH)23MgSO4+3C-S-H+18H = 3(CaSO4).2H2O +3Mg(OH)2 +2SiO2.H2O共六十七頁碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕(qnsh)硫酸根離子SO42-侵入(qnr)硬化混凝

23、土中，在碳酸鹽或CO32-或CO2的存在下，與C-S-H凝膠反應(yīng)就形成碳硫硅鈣石 ：3Ca2+ SO42-+ CO32-+ C-S-H+12H2O Ca3Si(OH)6(CO3) (SO4)12H2O 碳硫硅鈣石是一種糊狀、松軟、毫無膠凝能力的物質(zhì),因而能使水泥石變成糊狀、無粘結(jié)力的物體，嚴(yán)重破壞混凝土的結(jié)構(gòu)，降低混凝土的強(qiáng)度。同時(shí)也會(huì)伴有膨脹性破壞，但膨脹性破壞不是碳硫硅鈣石導(dǎo)致的典型破壞。 共六十七頁碳硫硅鈣石的形成反應(yīng)(fnyng)機(jī)理圖碳化層，pH7-8反應(yīng)區(qū)水泥水化物硫酸鹽溶液碳硫硅鈣石型硫酸鹽侵蝕(qnsh)共六十七頁C-S-H分解(fnji)型硫酸鹽侵蝕當(dāng)硫酸鹽溶液或含硫酸鹽的地

24、下水、污水作用于混凝土，將導(dǎo)致混凝土表面水泥石中C-S-H凝膠分解成硅凝膠： 2CaOSiO21.17H2O + SO42 2.83H2O 2CaSO42H2O + SiO2nH2O + OH 破壞C-S-H的膠凝結(jié)構(gòu)，因而使水泥石喪失(sngsh)了粘結(jié)性，混凝土強(qiáng)度降低，表面軟化 共六十七頁共六十七頁混凝土硫酸鹽侵蝕(qnsh)的預(yù)防措施提高(t go)混凝土的質(zhì)量和抗?jié)B性(減水劑)限制水泥中 C3A 礦物含量5中低熱水泥抗硫酸鹽水泥 摻加火山灰質(zhì)礦物外加劑15% 偏高嶺土35% 磨細(xì)礦渣6% 硅灰 20% 低鈣粉煤灰表面涂層保護(hù)共六十七頁堿骨料( lio)反應(yīng)（ASR） 掃描電鏡下的堿性

25、反應(yīng)凝膠硅酸鹽水泥中的堿金屬離子(lz)氫氧根離子骨料中的硅成分堿-硅凝膠膨脹混凝土開裂ASR破壞形式膨脹與開裂 強(qiáng)度損失粘性堿硅物質(zhì)的溢出 或滲出發(fā)生的部位濕環(huán)境 (大壩, 橋墩, 海堤)暴露環(huán)境 (道路, 建筑物外部結(jié)構(gòu))常見的堿骨料反應(yīng)破壞形式共六十七頁ASR 膨脹(png zhng)機(jī)理氫氧根離子破壞了骨料中的硅氧結(jié)構(gòu).硅形成堿硅凝膠(AS gel)堿硅凝膠與水接觸產(chǎn)生腫脹反應(yīng)速度取決于：骨料中硅的活性水泥中堿含量(hnling) (wt% Na2O 等價(jià).)共六十七頁AS 凝膠是膨脹的主體(zht)吸附腫脹理論: 骨料周圍形成的堿硅凝膠的吸水腫脹和混凝土孔中水的遷移受阻，因而產(chǎn)生膨脹

26、壓。滲透壓理論 Osmotic pressure theory: 骨料周圍形成的AS 凝膠是一個(gè)半透膜，它只允許一個(gè)方向流動(dòng)：堿金屬離子和OH離子擴(kuò)散進(jìn)入骨料表面，但硅離子不能從骨料表面滲出，產(chǎn)生滲透壓。ASR 膨脹(png zhng)機(jī)理膨脹壓超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，混凝土將開裂。共六十七頁當(dāng)裂縫到達(dá)混凝土構(gòu)件(gujin)表面，就產(chǎn)生“龜裂” “map cracking” .ASR 膨脹(png zhng)機(jī)理共六十七頁堿骨料反應(yīng)影響(yngxing)因素水泥或混凝土的含堿量 ；活性氧化硅含量 ；骨料( lio)粒徑 ；水分來源 ；環(huán)境溫度。如果堿含量低于0.6%,膨脹不會(huì)發(fā)生水泥中堿含量對(duì)ASR引起的破壞的影響混凝土中的堿含量與其膨脹的關(guān)系共六十七頁抑制(yzh)ASR的措施限制堿含量低堿水泥限制其它(qt)來源：鹽污染的骨料防止海水滲入化冰鹽溶液滲入混凝土中水泥用量限制活性骨料保持干燥利用火山灰質(zhì)礦物外加劑 25%低鈣粉煤灰 40-50%)的礦渣 7-15%硅灰 7-15%天