混凝土结构耐久性 2016耐久性课件-第4章ok.pdf

文档介绍：1
混凝土结构耐久性
Durability of Concrete Structure
吴 海 军 博士、教授
重庆交通大学土木工程学院
2016年4月22日
重庆交通大学土木工程学院
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第4章 耐久性的碳化作用
碳化机理、碳化影响、碳化规律、部分碳化
重庆交通大学土木工程学院
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第4章 耐久性的碳化作用
 混凝土的碳化机理
 碳化对混凝土力学性能的影响
 碳化规律
 部分碳化区
 防止混凝土碳化的措施
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混凝土的碳化机理 4
1）水泥水化反应：
ΔG↑
C3S 2C3 S + 6H C3S2H3 + 3CH
（C-S-H凝胶）
ΔG↑
2C S + 4H CS H +CH
C2S 2 3 2 3
（C-S-H凝胶）
CA326 CSH H ΔG↑
32 CA3323 CSH
C3A
钙矾石AFt
ΔG↑
CA324 CSH CA  H
3323 3CACSH312 
单硫型水化硫铝酸钙AFm
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混凝土的碳化机理 5
2）水化产物组成：
混凝土中高碱性环境()，有效防止钢筋锈蚀。
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碳化定义 6
狭义碳化：碳化是特指潮湿空气中的二氧化碳扩散侵入混
凝土中与氢氧化钙反应生成碳酸钙的反应，又称碳酸盐化，日
本叫作中性化。
广义碳化：凡是能与Ca（OH）2进行中和反应的一切酸性
气体，如SO2、SO3、H2S以至于气相HCL等，均能进行上述中和
反应，使混凝土碱度降低，故混凝土碳化应广义地称为“中性
化”。
化学侵蚀：“碳酸气”和“含碳酸的水”与混凝土中氢氧
化钙作用机理和效果是不一样的，不能都叫做碳化。在水下的
混凝土是不受碳化作用的。水中溶解的二氧化碳与混凝土的作
用是一种侵蚀作用，效果是形成碳酸氢钙而被溶出，是一种溶
析性破坏。但是并不是水中只要有二氧化碳都有侵蚀性，那些
与水中碳酸氢钙相平衡的二氧化碳没有侵蚀性，称作平衡二氧
化碳，其余的才是侵蚀性二氧化碳。
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(平衡二氧化碳）
CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2（侵蚀性二氧化碳）
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混凝土碳化危害 7
造成钢筋锈蚀：
碳化导致混凝土的碱度降低，减弱了混凝土对钢筋的保护
作用，可能导致钢筋的锈蚀。
引起混凝土开裂：
碳化会引起混凝土收缩（碳化收缩），容易会使混凝土的
表面产生细微的裂缝。
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
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基本概念 8
 混凝