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文档介绍：混凝土耐久性专题讲座
混凝土耐久性专题讲座
混凝土耐久性的重要性
保证混凝土构筑物运行的安全性
延长混凝土构筑物的 服役寿命
节约混凝土构筑物 维护成本
节约自然资源，减少消耗
改善人类居住的环境条件
混凝土耐久性危果体内没有足够的空间容纳，就会产生可能引起开裂的压力作用于孔缝的壁上，导致孔缝扩展和连接
3Cao•2SiO2•3H2O + 6H+
硅形成碱－硅凝胶(AS gel)
提高混凝土耐久性的主要措施
水压很高，可使毛细孔间的水泥石破坏；
ASR破坏的防护板，并导致钢筋锈蚀破坏
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。
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。
碱骨料反应的破坏形式？
水、风化、冻融、化学腐蚀、磨损、气体等；
混凝土中钢筋锈蚀，引起体积膨胀2～7倍，导致混凝土保护层开裂破坏
为什么用石灰石作为骨料的混凝土抗火性能较好？
二、混凝土抗冻性
Frost Resistance of Concrete
三问？
混凝土抗冻性的含义是什么？
混凝土冻融破坏机理和劣化模式有哪些？
如何改善混凝土抗冻性？
什么是混凝土的抗冻性
定义：在吸水饱和状态下，混凝土能够经受多次冻融循环而不破坏，也不显著降低其强度的性能，称为混凝土的抗冻性。
冻 害
什么引起冻害?
混凝土内部孔中的水结冰
水结冰使体积膨胀9%。
冻害破坏影响到水泥石和骨料
冻害破坏的外观模式
剥落
龟裂、分层
构筑物的什么位置最易受损?
北方气候
混凝土路面、桥面板、挡土墙
混凝土的冻融破坏原因与模式
原因：
混凝土中大毛细孔里的水结冰时，体积大约要膨胀9 %
如果体内没有足够的空间容纳，就会产生可能引起开裂的压力作用于孔缝的壁上，导致孔缝扩展和连接
反复的冻融循环使危害扩大和积累，孔缝不断增多，并扩展和连通，造成强度下降
破坏模式：
表面出现缺棱、掉角、脱皮等现象
质量损失
强度、弹性模量下降
冻害造成D-型裂缝
路面受盐冻剥落
铁路桥梁的冻害剥落破坏
铁路桥梁的冻害剥落破坏
铁路桥梁的冻害剥落破坏
混凝土冻害机理
① 水自由流动，作用于玻璃瓶壁的压力较小
② 水结冰开始，冰膨胀对瓶壁作用一个拉应力
③ 随着结冰进行，瓶壁对冰的约束，产生累计应变能寻求释放
④ 内压很大以至于导致瓶壁破裂让冰膨胀和能量释放
冻害机理
水结冰产生压力的机理：
水压
渗透压
毛细孔中冰结晶生长压
水 压
① 结冰前，两个孔中的水均处于低压；
② 冷却前锋到达上面的孔，孔压增加，周围混凝土处于高压水环境中；
③ 冷却前锋继续穿过上面的孔，高压水到达下面的孔，引起流体进入下面的孔，流体通过毛细孔中间高度约束的通道的流动产生水压并加速破坏作用。
提高混凝土抗冻性的方法
水泥石抗冻性：
低水灰比
保证混凝土良好的养护
引气剂
骨料的抗冻性
选用抗冻骨料
混凝土中孔隙尺寸和水的存在
引入的气孔: 搅拌中引入的孔隙孔径为10mm-1cm; 通常是空的。
- mm; 一般是干燥的。
毛细孔：-5mm; 含水; 水的冰点为-1C ～-8C ，取决于孔隙水中离子浓度。
凝胶孔： C-S-H凝胶内部的孔，其孔径为 1-10nm; 含有化学结合水; 由于化学键而抗冻，典型冰点为-78C
不是混凝土中的孔都对冻害有利。
外部硫酸根离子渗入水泥石中；
水灰比是混凝土抗渗性的重要影响因素！
由于微裂缝和孔隙
水泥中碱含量 (wt% Na2O 等价.
碱—骨料反应引起混凝土的自由变形产生网状裂缝
硫酸镁侵蚀：MgSO4+CH+2H = CaSO4.
当膨胀压超过混凝土的抗拉强度时，混凝土将开裂。
第3次 80年代 早期热裂缝 综合
保证混凝土构筑物运行的安全性
混凝土中钢筋锈蚀，引起体积膨胀2～7倍，导致混凝土保护层开裂破坏
掺加活性混合材，如：硅灰、粉煤灰等；
骨料周围形成的碱硅凝胶的吸水肿胀和混凝土孔中水的迁移受阻，因而产生膨胀压。
硫酸镁侵蚀：MgSO4+CH+2H = CaSO4.
离子的扩散行为虽与水在混凝土中的传输不同，但它要以水为载体.
方法：用28d龄期、吸水饱和状态下的试件，进行低温冰冻，水中融化循环试验，经过一定循环后测定试件的强度或弹性模量和质量。
混凝土的劣化分为两大类：
水、风化、冻融、化学腐蚀、磨损、