1、第五節第五節 混凝土的耐久性混凝土的耐久性耐久性不耐久性不良引起的良引起的混凝土破壞混凝土破壞存在只有只有二十年！存在只有只有二十年！拆除前的西直門橋拆除前的西直門橋拆除前的西直門橋除冰鹽造成的破壞耐久性破壞的大壩耐久性不良的大壩破壞的大壩細部破壞的大壩細部一、混凝土耐久性的內容n耐久性定義耐久性定義混凝土抵抗混凝土抵抗環境介質作用環境介質作用并長期保持其良好并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結構的安全、正常使用的能力稱為耐久性。結構的安全、正常使用的能力稱為耐久性。n內容內容混凝土耐久性是一項綜合性能，主要包括抗混凝土耐久性是一項綜合

2、性能，主要包括抗滲性、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化性及堿骨滲性、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化性及堿骨料抑制性。料抑制性。Construction Materials1、抗滲性n(1)抗滲性定義n混凝土的抗滲性是混凝土的抗滲性是指混凝土抵抗有壓指混凝土抵抗有壓介質（水、油、溶介質（水、油、溶液等）滲透作用的液等）滲透作用的能力。它是砼最重能力。它是砼最重要的耐久性指標，要的耐久性指標，其直接影響砼的其其直接影響砼的其他耐久性能。他耐久性能。n對許多建筑材料來說，對許多建筑材料來說，水是它們生產過程，同水是它們生產過程，同時也是它們破壞過程的時也是它們破壞過程的主要介質。水也是大多主要介質。水也是大多數混

3、凝土出現耐久性問數混凝土出現耐久性問題的核心。不僅物理劣題的核心。不僅物理劣化過程與水有關；同時化過程與水有關；同時作為傳輸侵蝕性離子的作為傳輸侵蝕性離子的介質，水又是其化學劣介質，水又是其化學劣化過程的一個根源。化過程的一個根源。 （2）、混凝土的抗滲性的檢測v試件試件:每組每組6塊，塊，28d標養。標養。v檢測：檢測：將將6塊試件同時置于抗滲儀上，塊試件同時置于抗滲儀上，從從0.1MPa水壓開始，每隔水壓開始，每隔8h增加增加0.1MPa，至，至6塊中塊中3塊滲塊滲水為止，記下此時的水壓水為止，記下此時的水壓H（MPa）。）。v評價：評價：6塊試件中塊試件中4塊未滲水的最大水壓力。塊未滲水

4、的最大水壓力。P=10H-1175185150(3)抗滲等級n以6塊試件中4塊未滲水時的最大壓力(X10MPa)，劃分混凝土抗滲等級，并以符號P(penetration)加上最大水壓(X10MPa)表示，如:P6、P8、P10、P12等。表示能抵抗表示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的靜水壓的靜水壓力而不滲透。力而不滲透。(4)影響混凝土抗滲性的因素v水灰比水灰比：w/c ， 抗滲性抗滲性v骨料最大粒徑：骨料最大粒徑：Dmax ，抗滲性，抗滲性v水泥品種、細度水泥品種、細度:品種不同，抗滲性不同；細品種不同，抗滲性不同；細度越大，強度越高，抗滲性越好度越大，強度越高，抗滲性越

5、好v養護條件養護條件：保濕養護，抗滲性好。：保濕養護，抗滲性好。v摻合料：摻合料：適當加入摻合料，抗滲性提高適當加入摻合料，抗滲性提高v外加劑外加劑：防水劑、減水劑、引氣劑、膨脹劑等：防水劑、減水劑、引氣劑、膨脹劑等v養護齡期養護齡期2、抗凍性q（1）抗凍性定義：抗凍性定義： 混凝土在保水狀態下，經多次凍融循環而不破壞，強度不嚴重降低的性質。q（2）抗凍性檢測：抗凍性檢測：v試件試件：100 x100 x100mm，150 x150 x150mm，200 x200 x200mm。v檢測檢測：飽水：在1520水中浸泡水中浸泡4d。凍融：15 20 凍凍4h（200 x200 x200mm試件，凍

6、6h)，取出放入，取出放入15 20 水中融水中融4h，為一個，為一個循環。循環。%100ononGGGW評價：評價：n次凍融循環后，試件抗壓強度損失率次凍融循環后，試件抗壓強度損失率:重量損失率重量損失率:%100cocncocffff%100ononGGGW（3）抗凍性等級）抗凍性等級n混凝土強度損失率不超過25，重量損失率不超過5的最大凍融循環次數n，表示為Fn（freezing thawing) ，如：F50、F100、F150 等。(4)、影響抗凍性的因素、影響抗凍性的因素n密實度:密實度越高，抗凍性越好；n氣孔含量及孔結構:含氣量越大，閉孔越多，抗凍性越好；n水灰比:在密實的情況下

7、，水灰比小，抗凍性好；n飽水程度:飽水程度越高，抗凍越差；n養護條件:保濕養護時間越長，抗凍性越好；n摻合料:摻入適當摻合料，可提高抗凍性；n外加劑:摻入防水劑，引氣劑及減水劑，均能提高抗凍性。3、混凝土的抗侵蝕性混凝土的抗侵蝕性4、混凝土的碳化（中性化）、混凝土的碳化（中性化）n(1) 混凝土碳化的定義混凝土碳化的定義 混凝土內水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的混凝土內水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳，在濕度相宜時發生化學反應，生成二氧化碳，在濕度相宜時發生化學反應，生成碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過程碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過程,叫碳叫碳化化,也稱中性化。也稱中性化。 混凝土的碳化是

8、二氧化碳由表及里逐漸向混凝土的碳化是二氧化碳由表及里逐漸向混凝土內部擴散的過程。混凝土內部擴散的過程。 碳化引起水泥石化學組成及組織結構的變碳化引起水泥石化學組成及組織結構的變化，對混凝土的堿度、強度和收縮產生影響。化，對混凝土的堿度、強度和收縮產生影響。(2)混凝土碳化的危害混凝土碳化的危害n降低pH值，當pH從1213降至10.8時，鋼筋開始銹蝕。n消耗Ca(OH)2，使混凝土中水化物分解，產生大量硅膠和鋁膠。n碳化收縮，導致混凝土表面裂縫。（3）碳化的優點）碳化的優點n增大了表面硬度。n促使水泥進一步水化，混凝土密實度提高，適當碳化可使混凝土抗壓強度提高。(4)、影響碳化速度的主要因素、

9、影響碳化速度的主要因素n環境條件環境條件 二氧化碳的濃度：二氧化碳濃度高（如鑄二氧化碳的濃度：二氧化碳濃度高（如鑄造車間），碳化速度快；造車間），碳化速度快； 濕度：當環境中的相對濕度在濕度：當環境中的相對濕度在5075時，碳化速度最快，當相對濕度小于時，碳化速度最快，當相對濕度小于25或或達到達到100時，碳化停止。時，碳化停止。n水泥品種水泥品種 摻混合材的水泥堿度較低，碳化速度隨混摻混合材的水泥堿度較低，碳化速度隨混合材料摻量的增多而加快。合材料摻量的增多而加快。n水灰比水灰比 水灰比愈小，混凝土愈密實，二水灰比愈小，混凝土愈密實，二氧化碳和水不易侵入，碳化速度就慢。氧化碳和水不易侵入，

10、碳化速度就慢。n外加劑及摻合料外加劑及摻合料n施工質量施工質量5 5、堿、堿- -骨料反應抑制性骨料反應抑制性n（1）、定義）、定義 混凝土中可溶性堿與骨料中的活性成混凝土中可溶性堿與骨料中的活性成分，在有水存在的情況下發生化學反應，分，在有水存在的情況下發生化學反應，使硬化后的混凝土發生不均勻膨脹，導致使硬化后的混凝土發生不均勻膨脹，導致混凝土強度和彈性模量下降，出現裂縫破混凝土強度和彈性模量下降，出現裂縫破壞的現象。壞的現象。常見的堿骨料反應破壞形式（2）、堿骨料反應種類）、堿骨料反應種類 1 1）堿硅酸（硅酸鹽）反應（）堿硅酸（硅酸鹽）反應（ ASRASR） 骨料中的活性骨料中的活性Si

11、OSiO2 2與混凝土中可溶性堿與混凝土中可溶性堿（Na2O0.658K2O） ，在有水存在的情，在有水存在的情況下，發生化學反應，生成膨脹性物質。況下，發生化學反應，生成膨脹性物質。 具有活性具有活性SiOSiO2 2的骨料：的骨料：蛋白石（非晶質）；蛋白石（非晶質）；磷灰石和方石英（隱晶質）；流紋巖、安山巖磷灰石和方石英（隱晶質）；流紋巖、安山巖及凝灰巖（變膠體礦物）及凝灰巖（變膠體礦物）OnHSiOONOnHSiONaOH22222吸水膨脹3倍的膠狀體n2）堿碳酸鹽反應（ACR） 骨料中的微晶或隱晶質碳酸鹽與混凝土中可溶性堿，在有水存在的情況下，發生化學反應，生成膨脹性物質： 生成的Na

12、OH 繼續進行去白云化反應。 具有碳酸鹽活性的骨料：白云石質的石英巖、方解石質的白云巖。33232323CaCO2NaOH2OHCa)(2)(）（反應上述反應為去白云石化CONaCONaCaCOOHMNaOHCOCaMg（3）堿骨料反應必須具備以下三個條件：）堿骨料反應必須具備以下三個條件：n可 溶 性 堿 （可 溶 性 堿 （ N a O H 、 K O H ） Na2O0.658K2O）。）。n骨料中具有堿活性成分。骨料中具有堿活性成分。n存在水分。干燥狀態下不會發生堿存在水分。干燥狀態下不會發生堿骨料反應。骨料反應。（4）、控制堿骨料反應的措施）、控制堿骨料反應的措施n控制水泥及混凝土中的堿含量(Na2O0.658K2O）:水泥中可溶性堿含量0.6%，單方混凝土中堿含量3.0kg。n選用非堿活性骨料。n保持硬化混凝土干燥。n摻礦物摻合料。n摻引氣劑。n摻堿骨料抑制劑。二、提高混凝土耐久性的措施二、提高混凝土耐久性的措施n合理選擇水泥品種。合理選擇水泥品種。n選用質量良好，技術條件合格的砂石骨料。選用質量良好，技術條件合格的砂石骨料