混凝土的硫酸盐腐蚀课件.ppt
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- 混凝土 硫酸盐 腐蚀 课件
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1、目录contents1引言3硫酸盐腐蚀类型及机理2混凝土抗硫酸盐腐蚀研究4硫酸盐腐蚀的来源及影响因素5研究展望 自混凝土产生以来,就以其原材料来源广泛、强度高、可塑性好、成本低等优点被普遍应用。随着社会的发展和科学技术的进步,环境污染也成为了人类面临的一大重要问题,在空气和水中都产生了大量的腐蚀性的物质,给混凝土结构的使用寿命带来了严峻的考验。自1892年首先发现硫酸盐对混凝土的腐蚀现象以来,各国学者先后对硫酸盐腐蚀进行了大量研究。据统计,全世界因硫酸盐的腐蚀而造成的经济损失非常巨大,每年的修复费用高达几百亿到几千亿美元。如何避免硫酸盐对混凝土结构的腐蚀破坏、提高混凝土抗硫酸盐腐蚀能力已成为混
2、凝土结构耐久性研究的重要内容之一。我国对混凝土硫酸盐腐蚀的研究起步较晚,直到20 世纪50年代初,才开始混凝土硫酸盐侵蚀破坏的研究探索,针对我国硫酸盐含量丰富的地质条件,在提高混凝土抗硫酸盐腐蚀能力方面也取得了一定成果。南方某海港码头混凝土被腐蚀南方某海港码头混凝土被腐蚀引言硫酸盐腐蚀的来源及影响因素02 硫酸盐腐蚀的来源大气土壤水外部内部自身组分02硫酸盐腐蚀的影响因素硫酸盐腐蚀的类型及机理03腐蚀的机理.硫酸盐侵蚀初期12硫酸盐侵蚀后期腐蚀后期(210-300天):这一阶段,混凝土试块腐蚀继续加重,吸附区剥落严重,粗骨料外漏。10%浓度下的混凝土试块,侧面粗骨料几乎全部外漏,顶面周边剥落现
3、象也较严重,整个混凝土试块形状趋向“O”形。腐蚀初期(0-90天左右):该阶段的腐蚀现象主要是混凝土吸附区“长毛”。此现象主要是硫酸盐溶液在混凝土吸附区由于水分蒸发使得盐浓度急剧增多而产生的盐析出结晶现象。盐结晶的高度随着硫酸盐浓度的增大而增大增多。硫酸盐腐蚀的类型1硫酸盐结晶型侵蚀2钙矾石结晶型侵蚀3石膏结晶型侵蚀5硫酸镁双侵蚀型4碳硫硅钙石结晶型侵蚀03一般根据反应产物及产生破坏现象的不同主要可以分为以下几类:03腐蚀的机理.硫酸盐结晶型侵蚀 当混凝土孔隙溶液中硫酸盐达到一定浓度时,在没有与混凝土组分发生化学反应之前,会有硫酸盐结晶析出,具体表现为体积膨胀,产生的结晶压力使混凝土开裂,以此
4、产生侵蚀现象。12钙矾石结晶型侵蚀 钙矾石破坏是硫酸盐腐蚀中最常见的一种类型。主要是由于多种硫酸盐都能与水泥石中Ca(OH)2 作用生成硫酸钙,硫 酸钙再与水泥石中的固态水化铝酸钙反应生成钙矾石。钙矾石在结构组成上会结合大量的结晶水,即形成了钙矾石结晶,呈针状结晶,引起很大的内应力,会在混凝土表面形成大裂缝。硫酸盐腐蚀的机理 当侵蚀溶液中的硫酸根离子浓度大于1000mg/L时,且水泥石孔隙为饱和的石灰溶液所填充,发生如下反应:生成二水石膏,使体积膨胀,产生内应力,当内应力大于混凝土的极限抗拉强度时就会产生破坏,使混凝土内部开始出现裂缝。303石膏结晶型侵蚀4 当混凝土具备硫酸根离子、碳酸根离子
5、、SiO3基团、且温度低15、充足水的条件下。水泥基材料中的C-S-H凝胶转变成一种灰白色、无胶凝能力的烂泥状物质碳硫硅钙石,导致水泥基材料强度大幅度降低甚至完全丧失强度。碳硫硅钙石结晶型侵蚀5硫酸镁双侵蚀型 该类侵蚀是所有侵蚀中危害最大的一种,原因是Mg2+和SO42-均能对混凝土造成腐蚀,并且能够发生协同作用,复合腐蚀的破坏作用远远大于二者单独腐蚀的加和。反应方程式如下:混凝土抗硫酸盐腐蚀研究04抗硫酸盐腐蚀研究化学耦合-硫酸盐腐蚀物理耦合(包括荷载)-硫酸盐腐蚀.单硫酸盐作用下混凝土腐蚀.实际服役的混凝土结构暴露于复杂的硫酸盐环境中,其腐蚀破坏是由材料、物理、化学、应力等诸多因素共同作用
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