碳化试验-青岛理工大学课件.ppt

1、普通混凝土普通混凝土主讲人：吕平青岛理工大学u5.5.1定义定义u5.5.2重要性重要性u5.5.3抗渗性抗渗性u5.5.4抗冻性抗冻性u5.5.5碳化碳化/中性化中性化 u5.5.6碱骨料反应碱骨料反应u5.5.7提高耐久性的措施提高耐久性的措施u5.5.8提高耐久性工程案例提高耐久性工程案例 混凝土抵抗环境介质作用，并长期保持良好的使用性能混凝土抵抗环境介质作用，并长期保持良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构安全、正常使用的和外观完整性，从而维持混凝土结构安全、正常使用的能力。能力。 简单地说，耐久性指混凝土在长期使用中能保持质量稳简单地说，耐久性指混凝土在长期使用中能保持质量稳

2、定的性质。定的性质。 包括：包括： 抗渗性抗渗性 抗冻性抗冻性 防腐防腐 抗碳化抗碳化 耐磨损耐磨损 耐碱骨料反应等耐碱骨料反应等 u5.5.1定义定义u5.5.2重要性重要性u5.5.3抗渗性抗渗性u5.5.4抗冻性抗冻性u5.5.5碳化碳化/中性化中性化 u5.5.6碱骨料反应碱骨料反应u5.5.7提高耐久性的措施提高耐久性的措施u5.5.8提高耐久性工程案例提高耐久性工程案例u材料破坏所引起的结构修理和更换在整个施工材料破坏所引起的结构修理和更换在整个施工预算中占有很大的比重，总投资的较大比例用预算中占有很大的比重，总投资的较大比例用于现有结构的修理和维护，防止材料过早和突于现有结构的修

3、理和维护，防止材料过早和突然破坏所导致的人身和经济两者损失。然破坏所导致的人身和经济两者损失。u材料破坏所引起的结材料破坏所引起的结构修理和更换在整个构修理和更换在整个施工预算中占有很大施工预算中占有很大的比重，工业发达国的比重，工业发达国家建筑工业总投资家建筑工业总投资u40%40%以上用于现有结构以上用于现有结构的修理和维护；的修理和维护；u60%60%以下用于新的设施以下用于新的设施建设投资比例建设投资比例u5.5.1定义定义u5.5.2重要性重要性u5.5.3抗渗性抗渗性u5.5.4抗冻性抗冻性u5.5.5碳化碳化/中性化中性化 u5.5.6碱骨料反应碱骨料反应u5.5.7提高耐久性的

4、措施提高耐久性的措施u5.5.8提高耐久性工程案例提高耐久性工程案例混凝土抵抗压力水混凝土抵抗压力水渗透的能力。渗透的能力。抗渗性是混凝土耐抗渗性是混凝土耐久性的一个重要标久性的一个重要标志。志。直接影响混凝直接影响混凝土的抗冻和防腐性土的抗冻和防腐性等。等。抗渗性示意可参考本课教学课件相关内容 u渗水高度法渗水高度法-适用于以测定硬化混凝土在恒定水压力下的平均渗水高度来表示的混凝土抗水渗透性能。u逐级加压法逐级加压法-适用于通过逐级施加水压力来测定以抗渗等级来表示的混凝土的抗水渗透性能。 抗渗试验仪器设备抗渗试验仪器设备以以2828天令期标准试件，按规定方法检验混凝土所能天令期标准试件，按规

5、定方法检验混凝土所能承受的最水压力（承受的最水压力（M MP Pa a），），例如，例如，P2P2、P4P4、P8P8分别表示混凝土能抵抗分别表示混凝土能抵抗0.20.2、 0.40.4、0.8M0.8MP Pa a的水压力而不渗水的水压力而不渗水. .抗渗等级抗渗等级提高密实度、改善提高密实度、改善孔隙构造等孔隙构造等 如减小如减小W/C，掺，掺加引气剂、膨胀剂加引气剂、膨胀剂提高抗渗性的措施提高抗渗性的措施图图 5.5.5 5.5.5 海工混凝土柱的开裂海工混凝土柱的开裂 u5.5.1定义定义u5.5.2重要性重要性u5.5.3抗渗性抗渗性u5.5.4抗冻性抗冻性u5.5.5碳化碳化/中性

6、化中性化 u5.5.6碱骨料反应碱骨料反应u5.5.7提高耐久性的措施提高耐久性的措施u5.5.8提高耐久性工程案例提高耐久性工程案例u混凝土吸水饱和后，能抵抗冻融循环作用，混凝土吸水饱和后，能抵抗冻融循环作用，不破坏的性质。不破坏的性质。u混凝土的密实度、孔隙数量及构造、孔隙混凝土的密实度、孔隙数量及构造、孔隙的充水程度均是决定抗冻性的重要因素。的充水程度均是决定抗冻性的重要因素。u对寒冷地区，与水接触，且受冻的环境中对寒冷地区，与水接触，且受冻的环境中使用的混凝土，采用使用的混凝土，采用F50F50以上的抗冻混凝以上的抗冻混凝土。土。 抗冻等级以抗冻等级以2828天试件在吸水饱和后，承受反

7、复冻融循环，天试件在吸水饱和后，承受反复冻融循环，抗压强度下降不大于抗压强度下降不大于25%25%，重量损失不超过，重量损失不超过5%5%时所能承受时所能承受的最大冻融循环的次数表示。的最大冻融循环的次数表示。 l 选择选择 抗冻等级应根据当地气候、环境及构筑物类别选择。抗冻等级应根据当地气候、环境及构筑物类别选择。 如环境为海水，每天两次涨落，冬季（北方）混凝土频繁如环境为海水，每天两次涨落，冬季（北方）混凝土频繁受冻融循环。如天津新港，每冬可能发生冻融循环受冻融循环。如天津新港，每冬可能发生冻融循环8282次，次，选选F250F250。n慢冻法 适用于测定混凝土试件在气冻水融条气冻水融条件

8、件下，以经受的冻融循环次数来表示的混凝土抗冻性能。n快冻法 适用于测定混凝土试件在水冻水融条水冻水融条件件下，以经受的快速冻融循环次数来表示的混凝土抗冻性能。图图 5.5.6 抗冻试验仪器设备抗冻试验仪器设备u5.5.1定义定义u5.5.2重要性重要性u5.5.3抗渗性抗渗性u5.5.4抗冻性抗冻性u5.5.5碳化碳化/中性化中性化 u5.5.6碱骨料反应碱骨料反应u5.5.7提高耐久性的措施提高耐久性的措施u5.5.8提高耐久性工程案例提高耐久性工程案例碳化碳化 /中性化中性化OHCaCOOHCOOHCa232222)(碳化是指混凝土中碳化是指混凝土中的氢氧化钙与空气中的氢氧化钙与空气中的二

9、氧化碳反应。的二氧化碳反应。 碳化碳化引起混凝土的引起混凝土的中性化，使混凝土保中性化，使混凝土保护钢筋的性能降低护钢筋的性能降低减弱对钢筋的保护减弱对钢筋的保护增大混凝土的收缩，增大混凝土的收缩，产生细微裂纹产生细微裂纹图 5.5.7 混凝土碳化示意图使抗压强度增加（回弹法应考虑）使抗压强度增加（回弹法应考虑） CaCO3堵孔，碳化放出水分，有利水泥水化堵孔，碳化放出水分，有利水泥水化u用于测定在一定浓度的二氧化碳气体介质中混凝土试件的碳化程度。碳化试验碳化试验图 5.5.8 碳化试验仪器设备影响碳化的主要因素影响碳化的主要因素水泥品种（有掺合料的碳化快）水泥品种（有掺合料的碳化快）水灰比水

10、灰比碳化时间碳化时间湿度湿度CO2浓度浓度外加剂外加剂 碳化碳化 /中性化中性化u5.5.1定义定义u5.5.2重要性重要性u5.5.3抗渗性抗渗性u5.5.4抗冻性抗冻性u5.5.5碳化碳化/中性化中性化 u5.5.6碱骨料反应碱骨料反应u5.5.7提高耐久性的措施提高耐久性的措施u5.5.8提高耐久性工程案例提高耐久性工程案例碱骨料反应碱骨料反应图图 5.5.9 碱骨料反应示意图碱骨料反应示意图水泥中碱性物质水泥中碱性物质(氧化钠或氧化钾氧化钠或氧化钾)过多，且粗骨料中含有活性成过多，且粗骨料中含有活性成分（活性氧化硅或活性氧化铝）分（活性氧化硅或活性氧化铝）,二者反应生成碱二者反应生成碱

11、硅酸凝胶硅酸凝胶,引引起体积膨胀起体积膨胀,使混凝土开裂，最终破坏的现象。使混凝土开裂，最终破坏的现象。图图 5.5.10 碱骨料反应条件示意图碱骨料反应条件示意图普通混凝土耐久性试验方法GB/T 500822009u抗水渗透试验u碳化试验u抗冻试验u混凝土中钢筋锈蚀试验 适用于测定在给定条件下混凝土中钢筋的锈蚀程度。本方法不适用于在侵蚀性介质中混凝土内的钢筋锈蚀试验。u动弹性模量试验 共振法u抗氯离子渗透试验n快速氯离子迁移系数法(或称RCM法):通过测定混凝土中氯离子渗透深度，计算得到氯离子迁移系数来反映混凝土抗氯离子渗透性能的试验方法。n电通量法:用通过混凝土试件的电通量来反映混凝土抗氯

12、离子渗透性能的试验方法。u抗压疲劳变形试验 适用于在自然条件下，通过测定混凝土在等幅重复荷载作用下疲劳累计变形与加载循环次数的关系，来反映混凝土抗压疲劳变形性能。普通混凝土耐久性试验方法GB/T 500822009u抗硫酸盐侵蚀试验 适用于测定混凝土试件在干湿交替环境中，以能够经受的最大干湿循环次数来表示的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。u碱骨料反应试验 用于检验混凝土试件在温度38及潮湿条件养护下，混凝土中的碱与骨料反应所引起的膨胀是否具有潜在危害。适用于碱硅酸反应和碱碳酸盐反应。普通混凝土耐久性试验方法u5.5.1定义定义u5.5.2重要性重要性u5.5.3抗渗性抗渗性u5.5.4抗冻性抗冻性u5

13、.5.5碳化碳化/中性化中性化 u5.5.6碱骨料反应碱骨料反应u5.5.7提高耐久性的措施提高耐久性的措施u5.5.8提高耐久性工程案例提高耐久性工程案例u合理选择水泥品种合理选择水泥品种u控制最大水灰比和最少水泥用量控制最大水灰比和最少水泥用量u选择合适的骨料选择合适的骨料u选择合适的掺合料和外加剂选择合适的掺合料和外加剂u保证施工质量保证施工质量u采取采取“附加措施附加措施”利用新型防护材料提高混凝土的耐久性利用新型防护材料提高混凝土的耐久性青岛跨海大桥聚脲防护工程青岛跨海大桥聚脲防护工程Qingdao Bay Bridge SPUA protection engineering氯离子源

14、之三：原材料氯离子侵入混凝土氯离子源之二氯离子源之一影响海洋结构耐久性的重要因素影响海洋结构耐久性的重要因素-氯离子侵蚀氯离子侵蚀u5.5.1定义定义u5.5.2重要性重要性u5.5.3抗渗性抗渗性u5.5.4抗冻性抗冻性u5.5.5碳化碳化/中性化中性化 u5.5.6碱骨料反应碱骨料反应u5.5.7提高耐久性的措施提高耐久性的措施u5.5.8提高耐久性工程案例提高耐久性工程案例主索塔承台长期遭受海浪冲击、氯离子侵蚀，服役环境严苛青岛跨海大桥聚脲防护工程青岛跨海大桥聚脲防护工程Qingdao Bay Bridge SPUA protection engineering普通油漆用于混凝土防护后1

15、2年就出现剥落、脆裂等弊端防腐蚀、抗撞击、耐疲劳破坏corrosion-resistant , impact resistant , fatigue damage resistant 聚脲涂层的作用防盐雾腐蚀抗裂纹扩展耐疲劳应力Resistant to salt-fog, preventing crackle from stretching , stress fatigue在水电工程在水电工程的应用的应用山西悬空寺防护前混凝土状况防护前混凝土状况施工施工-基材处理基材处理施工施工-喷涂聚脲喷涂聚脲施工完成后施工完成后形成连续致密的涂膜，形成连续致密的涂膜，能够有效阻隔氯离子的能够有效阻隔氯离子的侵蚀。侵蚀。Words and Phases of Chapter Five 5.5extra-coefficient of cement: 水泥富余系数水泥富余系数natural cure: 自然养护自然养护steam cure: 蒸汽养护蒸汽养护autoclaved cure: 蒸压养护蒸压养护age: 龄期龄期hoop effect: 环箍效应环箍效应anti-permeability: 抗渗性抗渗性anti-corrosion: 抗侵蚀性抗侵蚀性anti-carbonate: 抗碳化性抗碳化性