钢筋混凝土结构损伤机理课件

钢筋混凝土结构损伤机理钢筋混凝土结构损伤机理13.1 3.1 混凝土中钢筋的锈蚀混凝土中钢筋的锈蚀电电化学腐化学腐化学腐化学腐蚀蚀化学腐化学腐化学腐化学腐蚀蚀应应力腐力腐力腐力腐蚀蚀混凝土中混凝土中混凝土中混凝土中钢钢筋筋筋筋锈蚀锈蚀种种种种类类3.1 混凝土中钢筋的锈蚀电化学腐蚀化学腐蚀应力腐蚀混凝土中23.1.1 3.1.1 钢筋电化学锈蚀钢筋电化学锈蚀（1 1 1 1）钢筋电化学腐蚀机理）钢筋电化学腐蚀机理）钢筋电化学腐蚀机理）钢筋电化学腐蚀机理阳极阳极阳极阳极阴极阴极阴极阴极混凝土混凝土混凝土混凝土钢筋钢筋钢筋钢筋阳极表面阳极表面阳极表面阳极表面阴极表面阴极表面阴极表面阴极表面钢筋金相组织和表面不均存在电位差钢筋金相组织和表面不均存在电位差钢筋金相组织和表面不均存在电位差钢筋金相组织和表面不均存在电位差水分和氧气进入混凝土形成碱性溶液水分和氧气进入混凝土形成碱性溶液水分和氧气进入混凝土形成碱性溶液水分和氧气进入混凝土形成碱性溶液3.1.1 钢筋电化学锈蚀（1）钢筋电化学腐蚀机理阳极阴极混33.1.1 3.1.1 钢筋电化学锈蚀钢筋电化学锈蚀（1 1 1 1）钢筋电化学腐蚀机理）钢筋电化学腐蚀机理）钢筋电化学腐蚀机理）钢筋电化学腐蚀机理 普通硅酸普通硅酸普通硅酸普通硅酸盐盐水泥密水泥密水泥密水泥密实实未碳化混凝土的未碳化混凝土的未碳化混凝土的未碳化混凝土的PHPHPHPH值为值为13131313，无，无，无，无CICICICI-存存存存在，形成在，形成在，形成在，形成钝钝化膜化膜化膜化膜(Fe(Fe(Fe(Fe2 2 2 2O O O O3 3 3 3.nH.nH.nH.nH2 2 2 2O O O O或或或或FeFeFeFe3 3 3 3O O O O4 4 4 4.nH.nH.nH.nH2 2 2 2O),O),O),O),阻止阻止阻止阻止钢钢筋筋筋筋锈蚀锈蚀。如如如如钝钝化膜破坏化膜破坏化膜破坏化膜破坏(在将不能在将不能在将不能在将不能稳稳定存在定存在定存在定存在)，在有水和氧气存在，在有水和氧气存在，在有水和氧气存在，在有水和氧气存在时时，产产生腐生腐生腐生腐蚀电蚀电池反池反池反池反应应阳极阳极阳极阳极阴极阴极阴极阴极3.1.1 钢筋电化学锈蚀（1）钢筋电化学腐蚀机理 普通硅43.1.1 3.1.1 钢筋电化学锈蚀钢筋电化学锈蚀红铁锈红铁锈进进一步氧化形成疏松易剥落的沉一步氧化形成疏松易剥落的沉一步氧化形成疏松易剥落的沉一步氧化形成疏松易剥落的沉积积物物物物铁锈铁锈FeFeFeFe2 2 2 2O O O O3 3 3 3.Fe.Fe.Fe.Fe3 3 3 3O O O O4 4 4 4.H.H.H.H2 2 2 2O,O,O,O,铁锈铁锈体体体体积积比比比比铁铁增加增加增加增加2 2 2 24 4 4 4倍，将保倍，将保倍，将保倍，将保护层胀护层胀开造成开造成开造成开造成钢钢筋外露。筋外露。筋外露。筋外露。褐褐褐褐锈锈（1 1 1 1）钢筋电化学腐蚀机理）钢筋电化学腐蚀机理）钢筋电化学腐蚀机理）钢筋电化学腐蚀机理3.1.1 钢筋电化学锈蚀红铁锈进一步氧化形成疏松易剥落的沉53.1.1 3.1.1 钢筋电化学锈蚀钢筋电化学锈蚀腐腐腐腐蚀电蚀电池存在是腐池存在是腐池存在是腐池存在是腐蚀发蚀发生的必要条件，而腐生的必要条件，而腐生的必要条件，而腐生的必要条件，而腐蚀发蚀发展展展展动动力和力和力和力和速度与速度与速度与速度与电电极之极之极之极之间间的的的的电电流速度有关流速度有关流速度有关流速度有关。腐腐腐腐蚀电蚀电流流流流阳极阳极阳极阳极电电位阴极位阴极位阴极位阴极电电位位位位阳极与阴极的阳极与阴极的阳极与阴极的阳极与阴极的电电阻阻阻阻 阳极控制：阳极控制：阳极控制：阳极控制：砼砼高碱度在高碱度在高碱度在高碱度在钢钢筋表面形成筋表面形成筋表面形成筋表面形成钝钝化膜阻止化膜阻止化膜阻止化膜阻止铁铁离子化离子化离子化离子化 阴极控制：氧气不足或缺乏可阻止阴极反阴极控制：氧气不足或缺乏可阻止阴极反阴极控制：氧气不足或缺乏可阻止阴极反阴极控制：氧气不足或缺乏可阻止阴极反应应 电电阻控制：干燥阻控制：干燥阻控制：干燥阻控制：干燥环环境、境、境、境、砼砼密密密密实实，存在涂覆，存在涂覆，存在涂覆，存在涂覆层层，电电阻大阻大阻大阻大（2 2 2 2）钢筋电化学腐蚀的动力和速度）钢筋电化学腐蚀的动力和速度）钢筋电化学腐蚀的动力和速度）钢筋电化学腐蚀的动力和速度3.1.1 钢筋电化学锈蚀腐蚀电池存在是腐蚀发生的必要条件，63.1.1 3.1.1 钢筋电化学锈蚀钢筋电化学锈蚀外在因素外在因素外在因素外在因素 周周周周围围介介介介质质腐腐腐腐蚀蚀性性性性 周期冷周期冷周期冷周期冷热热交替作用交替作用交替作用交替作用 冻冻融循融循融循融循环环作用作用作用作用 干湿交替作用干湿交替作用干湿交替作用干湿交替作用海水海海水海海水海海水海盐盐渗透作用渗透作用渗透作用渗透作用（3 3 3 3）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素外在因素）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素外在因素）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素外在因素）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素外在因素3.1.1 钢筋电化学锈蚀外在因素 周围介质腐蚀性 周期冷热73.1.1 3.1.1 钢筋电化学锈蚀钢筋电化学锈蚀内在内在内在内在因素因素因素因素 PHPH值值影响影响影响影响(PH10(PH10慢，慢，慢，慢，PH4PH0.2mm(0.2mm影响大影响大影响大影响大)水泥品种及粉煤灰水泥品种及粉煤灰水泥品种及粉煤灰水泥品种及粉煤灰掺掺合料影响合料影响合料影响合料影响(降低降低降低降低砼砼碱性碱性碱性碱性)（3 3 3 3）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素内在因素）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素内在因素）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素内在因素）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素内在因素3.1.1 钢筋电化学锈蚀内在因素 PH值影响(PH10慢8知识点：氯离子锈蚀机理知识点：氯离子锈蚀机理绿锈绿锈褐褐褐褐锈锈混凝土混凝土混凝土混凝土钢筋钢筋钢筋钢筋阳极表面阳极表面阳极表面阳极表面阴极表面阴极表面阴极表面阴极表面氯离子易渗入钝化膜，形成易溶绿锈，绿锈向砼孔隙液中迁徙，分氯离子易渗入钝化膜，形成易溶绿锈，绿锈向砼孔隙液中迁徙，分氯离子易渗入钝化膜，形成易溶绿锈，绿锈向砼孔隙液中迁徙，分氯离子易渗入钝化膜，形成易溶绿锈，绿锈向砼孔隙液中迁徙，分解为褐锈，褐锈沉积于阳极区，同时释放氯离子和氢离子，回到阳解为褐锈，褐锈沉积于阳极区，同时释放氯离子和氢离子，回到阳解为褐锈，褐锈沉积于阳极区，同时释放氯离子和氢离子，回到阳解为褐锈，褐锈沉积于阳极区，同时释放氯离子和氢离子，回到阳极区，使阳极区附近孔隙液局部酸化，带出更多铁离子。氯离子不极区，使阳极区附近孔隙液局部酸化，带出更多铁离子。氯离子不极区，使阳极区附近孔隙液局部酸化，带出更多铁离子。氯离子不极区，使阳极区附近孔隙液局部酸化，带出更多铁离子。氯离子不构成最终锈蚀产物，也不消耗，但促进锈蚀，起到催化作用。构成最终锈蚀产物，也不消耗，但促进锈蚀，起到催化作用。构成最终锈蚀产物，也不消耗，但促进锈蚀，起到催化作用。构成最终锈蚀产物，也不消耗，但促进锈蚀，起到催化作用。绿锈绿锈绿锈绿锈褐锈褐锈褐锈褐锈知识点：氯离子锈蚀机理绿锈褐锈混凝土钢筋阳极表面阴极表面氯离93.1.2 3.1.2 钢筋的化学锈蚀钢筋的化学锈蚀|钢钢筋与酸、碱、筋与酸、碱、筋与酸、碱、筋与酸、碱、盐盐等等等等发发生化学反生化学反生化学反生化学反应应，形成，形成，形成，形成锈蚀锈蚀|钢钢筋在稀碱溶液中形成筋在稀碱溶液中形成筋在稀碱溶液中形成筋在稀碱溶液中形成钝钝化膜，在高碱和高温下化膜，在高碱和高温下化膜，在高碱和高温下化膜，在高碱和高温下则产则产生碱生碱生碱生碱裂或碱脆化的溶解腐裂或碱脆化的溶解腐裂或碱脆化的溶解腐裂或碱脆化的溶解腐蚀蚀3.1.2 钢筋的化学锈蚀钢筋与酸、碱、盐等发生化学反应，形103.1.3 3.1.3 钢筋的应力锈蚀钢筋的应力锈蚀|钢钢筋的筋的筋的筋的应应力腐力腐力腐力腐蚀蚀是是是是电电化学腐化学腐化学腐化学腐蚀蚀和高和高和高和高应应力复合作用力复合作用力复合作用力复合作用结结果。当果。当果。当果。当钢钢筋中存在筋中存在筋中存在筋中存在较较高拉高拉高拉高拉应应力力力力时电时电化学方面比低化学方面比低化学方面比低化学方面比低应应力力力力时时活活活活跃跃得得得得多。如果因多。如果因多。如果因多。如果因氯氯离子侵离子侵离子侵离子侵蚀蚀形成形成形成形成蚀蚀坑，坑，坑，坑，则则会形成明会形成明会形成明会形成明显应显应力集力集力集力集中。中。中。中。对对于低于低于低于低韧韧性高性高性高性高强强度度度度钢钢筋而言，筋而言，筋而言，筋而言，应应力集中很力集中很力集中很力集中很难难通通通通过过塑塑塑塑性性性性变变形消除，从而形成微裂形消除，从而形成微裂形消除，从而形成微裂形消除，从而形成微裂缝缝，可能突然断裂而，可能突然断裂而，可能突然断裂而，可能突然断裂而发发生脆生脆生脆生脆性破坏。没有任何征兆，一般性破坏。没有任何征兆，一般性破坏。没有任何征兆，一般性破坏。没有任何征兆，一般发发生在生在生在生在预应预应力混凝土构件力混凝土构件力混凝土构件力混凝土构件中，破坏后果很中，破坏后果很中，破坏后果很中，破坏后果很严严重。重。重。重。钢钢筋筋筋筋锈蚀锈蚀将引起混凝土与将引起混凝土与将引起混凝土与将引起混凝土与钢钢筋粘筋粘筋粘筋粘结结性能的退化性能的退化性能的退化性能的退化3.1.3 钢筋的应力锈蚀钢筋的应力腐蚀是电化学腐蚀和高应力113.2 3.2 混凝土的碳化混凝土的碳化|砼结砼结构周构周构周构周围围介介介介质质存在酸性物存在酸性物存在酸性物存在酸性物质质，渗入混凝土内与水泥石中，渗入混凝土内与水泥石中，渗入混凝土内与水泥石中，渗入混凝土内与水泥石中的碱性物的碱性物的碱性物的碱性物质发质发生反生反生反生反应应的的的的过过程叫做中性化。混凝土碳化是程叫做中性化。混凝土碳化是程叫做中性化。混凝土碳化是程叫做中性化。混凝土碳化是中性化最常中性化最常中性化最常中性化最常见见的形式，是的形式，是的形式，是的形式，是COCOCOCO2 2 2 2与混凝土中碱性物与混凝土中碱性物与混凝土中碱性物与混凝土中碱性物质质相互作相互作相互作相互作用的一种复用的一种复用的一种复用的一种复杂杂物理化学物理化学物理化学物理化学过过程。混凝土碳化将程。混凝土碳化将程。混凝土碳化将程。混凝土碳化将导导致混凝土致混凝土致混凝土致混凝土碱度降低，破坏碱度降低，破坏碱度降低，破坏碱度降低，破坏钢钢筋筋筋筋钝钝化膜，同化膜，同化膜，同化膜，同时时加加加加剧砼剧砼混凝土的收混凝土的收混凝土的收混凝土的收缩缩，导导致收致收致收致收缩缩裂裂裂裂缝产缝产生和加大。生和加大。生和加大。生和加大。3.2 混凝土的碳化砼结构周围介质存在酸性物质，渗入混凝土内123.2.1 3.2.1 混凝土碳化机理混凝土碳化机理|混凝土碳化的化学反混凝土碳化的化学反混凝土碳化的化学反混凝土碳化的化学反应应(空气中空气中空气中空气中COCOCOCO2 2 2 2含量低，碳化含量低，碳化含量低，碳化含量低，碳化过过程程程程缓缓慢慢慢慢)|混凝土碳化速度取决于混凝土碳化速度取决于混凝土碳化速度取决于混凝土碳化速度取决于|化学反化学反化学反化学反应应速度速度速度速度(取决于取决于取决于取决于COCOCOCO2 2 2 2含量和可碳化物的含量含量和可碳化物的含量含量和可碳化物的含量含量和可碳化物的含量)|COCOCOCO2 2 2 2向向向向砼扩砼扩散速度散速度散速度散速度(取决于取决于取决于取决于COCOCOCO2 2 2 2和酸性物和酸性物和酸性物和酸性物质浓质浓度、孔隙度、孔隙度、孔隙度、孔隙结结构构构构)|Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2扩扩散速度散速度散速度散速度(取决于混凝土含水率和取决于混凝土含水率和取决于混凝土含水率和取决于混凝土含水率和Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2浓浓度度度度)上述三个上述三个上述三个上述三个过过程均与程均与程均与程均与砼砼含水量、周含水量、周含水量、周含水量、周围围介介介介质质相相相相对对湿度、温度有关湿度、温度有关湿度、温度有关湿度、温度有关3.2.1 混凝土碳化机理混凝土碳化的化学反应(空气中CO2133.2.2 3.2.2 混凝土碳化深度公式混凝土碳化深度公式|混凝土碳化后体混凝土碳化后体混凝土碳化后体混凝土碳化后体积积增加增加增加增加17%17%17%17%，混凝土中孔隙率和透气性降低，表面硬，混凝土中孔隙率和透气性降低，表面硬，混凝土中孔隙率和透气性降低，表面硬，混凝土中孔隙率和透气性降低，表面硬度增加。由于混凝土碳化降低混凝土碱度，特度增加。由于混凝土碳化降低混凝土碱度，特度增加。由于混凝土碳化降低混凝土碱度，特度增加。由于混凝土碳化降低混凝土碱度，特别别是混凝土保是混凝土保是混凝土保是混凝土保护层护层碱碱碱碱度，减弱度，减弱度，减弱度，减弱对对内部内部内部内部钢钢筋的保筋的保筋的保筋的保护护作用，最作用，最作用，最作用，最终导终导致致致致钢钢筋筋筋筋锈蚀锈蚀。混凝土碳化。混凝土碳化。混凝土碳化。混凝土碳化是是是是导导致混凝土耐久性降低的主要原因。混凝土碳化致混凝土耐久性降低的主要原因。混凝土碳化致混凝土耐久性降低的主要原因。混凝土碳化致混凝土耐久性降低的主要原因。混凝土碳化导导致孔隙部分被致孔隙部分被致孔隙部分被致孔隙部分被堵塞，此外随着堵塞，此外随着堵塞，此外随着堵塞，此外随着龄龄期增加，混凝土水化作用不断增期增加，混凝土水化作用不断增期增加，混凝土水化作用不断增期增加，混凝土水化作用不断增强强，砼砼孔隙率降孔隙率降孔隙率降孔隙率降低，混凝土碳化速度降低。低，混凝土碳化速度降低。低，混凝土碳化速度降低。低，混凝土碳化速度降低。碳化深度碳化深度碳化深度碳化深度(mm)(mm)(mm)(mm)碳化速度系数碳化速度系数碳化速度系数碳化速度系数砼龄砼龄期期期期(d)(d)(d)(d)3.2.2 混凝土碳化深度公式混凝土碳化后体积增加17%，混143.2.3 3.2.3 混凝土碳化影响因素混凝土碳化影响因素水泥品种（普通水泥比水泥品种（普通水泥比水泥品种（普通水泥比水泥品种（普通水泥比矿矿渣水泥和火山灰水泥等好）渣水泥和火山灰水泥等好）渣水泥和火山灰水泥等好）渣水泥和火山灰水泥等好）混凝土碳化影响因素混凝土碳化影响因素混凝土碳化影响因素混凝土碳化影响因素水泥用量（大好改善和易性、提高密水泥用量（大好改善和易性、提高密水泥用量（大好改善和易性、提高密水泥用量（大好改善和易性、提高密实实性、增加碱性）性、增加碱性）性、增加碱性）性、增加碱性）粉煤灰（小好与粉煤灰（小好与粉煤灰（小好与粉煤灰（小好与Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2结结合，降低碱度）合，降低碱度）合，降低碱度）合，降低碱度）水灰比（小好降低孔隙率和渗透性、增加密水灰比（小好降低孔隙率和渗透性、增加密水灰比（小好降低孔隙率和渗透性、增加密水灰比（小好降低孔隙率和渗透性、增加密实实性）性）性）性）集料品种影响集料品种影响集料品种影响集料品种影响(普通集料如火成岩等和人造集料普通集料如火成岩等和人造集料普通集料如火成岩等和人造集料普通集料如火成岩等和人造集料如粉煤灰陶粒等比天然集料如浮石及火山渣好如粉煤灰陶粒等比天然集料如浮石及火山渣好如粉煤灰陶粒等比天然集料如浮石及火山渣好如粉煤灰陶粒等比天然集料如浮石及火山渣好)养养养养护护方法影响方法影响方法影响方法影响(标标养和蒸养比普通养养和蒸养比普通养养和蒸养比普通养养和蒸养比普通养护护差）差）差）差）3.2.3 混凝土碳化影响因素水泥品种（普通水泥比矿渣水泥和153.2.4 3.2.4 混凝土碳化深度合格性指标混凝土碳化深度合格性指标|目前无目前无目前无目前无统统一一一一标标准，普遍准，普遍准，普遍准，普遍观观点：混凝土碳化深度到达保点：混凝土碳化深度到达保点：混凝土碳化深度到达保点：混凝土碳化深度到达保护层护层厚度定厚度定厚度定厚度定为为安安安安全使用期，即在正常大气条件下，全使用期，即在正常大气条件下，全使用期，即在正常大气条件下，全使用期，即在正常大气条件下，50505050年内混凝土碳化深度不允年内混凝土碳化深度不允年内混凝土碳化深度不允年内混凝土碳化深度不允许许超超超超过过混凝土保混凝土保混凝土保混凝土保护层护层厚度。厚度。厚度。厚度。级别级别使用条件使用条件使用条件使用条件允允允允许许碳化深度碳化深度碳化深度碳化深度(mm)(mm)轻轻集料混凝土集料混凝土集料混凝土集料混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土正常湿度，室内正常湿度，室内正常湿度，室内正常湿度，室内40403535正常湿度，室外正常湿度，室外正常湿度，室外正常湿度，室外35353030潮湿，室外潮湿，室外潮湿，室外潮湿，室外30302525水位水位水位水位变变化化化化252520203.2.4 混凝土碳化深度合格性指标目前无统一标准，普遍观点163.2.5 3.2.5 混凝土碳化深度计算混凝土碳化深度计算普通混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土长长期性能和耐久性能期性能和耐久性能期性能和耐久性能期性能和耐久性能试验试验方法方法方法方法（GBJ83GBJ83GBJ83GBJ8385858585），首次），首次），首次），首次提出混凝土在提出混凝土在提出混凝土在提出混凝土在COCOCOCO2 2 2 2体体体体积积分数分数分数分数为为20202020、标标准养准养准养准养护护28282828天天天天时时快速碳化的多系数快速碳化的多系数快速碳化的多系数快速碳化的多系数方程如下：方程如下：方程如下：方程如下：水泥用量影响系数水泥用量影响系数水泥用量影响系数水泥用量影响系数水灰比影响系数水灰比影响系数水灰比影响系数水灰比影响系数粉煤灰取代量影响系数粉煤灰取代量影响系数粉煤灰取代量影响系数粉煤灰取代量影响系数水泥品种影响系数水泥品种影响系数水泥品种影响系数水泥品种影响系数集料品种影响系数集料品种影响系数集料品种影响系数集料品种影响系数养养养养护护方法影响系数方法影响系数方法影响系数方法影响系数碳化速度系数，普通碳化速度系数，普通碳化速度系数，普通碳化速度系数，普通砼砼K=3.32K=3.32，轻轻骨料骨料骨料骨料砼砼K=4.18K=4.183.2.5 混凝土碳化深度计算普通混凝土长期性能和耐久性能17（1 1 1 1）水泥用量影响系数）水泥用量影响系数）水泥用量影响系数）水泥用量影响系数水泥用量影响系数水泥用量影响系数水泥用量影响系数水泥用量影响系数轻轻集料混凝土集料混凝土集料混凝土集料混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土每立方米混凝土的水泥用量（每立方米混凝土的水泥用量（每立方米混凝土的水泥用量（每立方米混凝土的水泥用量（kgkg）与水泥用量成反比，水泥用量越大，与水泥用量成反比，水泥用量越大，与水泥用量成反比，水泥用量越大，与水泥用量成反比，水泥用量越大，则则 越小，混凝土越小，混凝土越小，混凝土越小，混凝土的抗裂性能越好。水泥用量的增加可以改善混凝土的和易性，的抗裂性能越好。水泥用量的增加可以改善混凝土的和易性，的抗裂性能越好。水泥用量的增加可以改善混凝土的和易性，的抗裂性能越好。水泥用量的增加可以改善混凝土的和易性，提高混凝土的密提高混凝土的密提高混凝土的密提高混凝土的密实实性，增加混凝土的碱性性，增加混凝土的碱性性，增加混凝土的碱性性，增加混凝土的碱性储备储备量，使其抗碳化量，使其抗碳化量，使其抗碳化量，使其抗碳化性能得以增性能得以增性能得以增性能得以增强强。（1）水泥用量影响系数水泥用量影响系数轻集料混凝土普通混凝土18（2 2 2 2）水水灰比影响系数）水水灰比影响系数）水水灰比影响系数）水水灰比影响系数水灰比影响系数水灰比影响系数水灰比影响系数水灰比影响系数轻轻集料混凝土集料混凝土集料混凝土集料混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土水灰比水灰比水灰比水灰比对对混凝土碳化影响呈明混凝土碳化影响呈明混凝土碳化影响呈明混凝土碳化影响呈明显显的的的的线线性关系。水灰比越大，性关系。水灰比越大，性关系。水灰比越大，性关系。水灰比越大，则则 水灰比影响系数越大，混凝土内部孔隙率越大，密水灰比影响系数越大，混凝土内部孔隙率越大，密水灰比影响系数越大，混凝土内部孔隙率越大，密水灰比影响系数越大，混凝土内部孔隙率越大，密实实性越差，性越差，性越差，性越差，渗透性越差，碳化速度越快。渗透性越差，碳化速度越快。渗透性越差，碳化速度越快。渗透性越差，碳化速度越快。为为了配制抗碳化性能了配制抗碳化性能了配制抗碳化性能了配制抗碳化性能较较好的混凝好的混凝好的混凝好的混凝土，土，土，土，应应尽可能降低混凝土的水灰比。尽可能降低混凝土的水灰比。尽可能降低混凝土的水灰比。尽可能降低混凝土的水灰比。（2）水水灰比影响系数水灰比影响系数轻集料混凝土普通混凝土水19H2O,铁锈体积比铁增加24倍，将保护层胀开造成钢筋外露。如钝化膜破坏(在将不能稳定存在)，在有水和氧气存在时，产生腐蚀电池反应混凝土碳化的化学反应(空气中CO2含量低，碳化过程缓慢)水泥中活性混合材含量越高，越易与水泥水化产物氢氧化钙反应，降低碱度，影响碳化性能。4 混凝土碳化深度合格性指标(超过一定含量在不均匀砼中容易形成坑蚀)普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法（GBJ8385），首次提出混凝土在CO2体积分数为20、标准养护28天时快速碳化的多系数方程如下：每立方米混凝土的水泥用量（kg）32，轻骨料砼K=4.（5）集料品种影响系数碳化速度系数，普通砼K=3.没有任何征兆，一般发生在预应力混凝土构件中，破坏后果很严重。防止方法：用沥青、橡胶、沥青漆等处理混凝土表面，形成耐蚀的保护层。上述三个过程均与砼含水量、周围介质相对湿度、温度有关混凝土碳化是中性化最常见的形式，是CO2与混凝土中碱性物质相互作用的一种复杂物理化学过程。注：影响系数为表中粗细集料的乘积水泥中活性混合材含量越高，越易与水泥水化产物氢氧化钙反应，降低碱度，影响碳化性能。为了配制抗碳化性能较好的混凝土，应尽可能降低混凝土的水灰比。水泥品种（熟料中氧化钙含量高）（3 3 3 3）粉煤灰取代影响系数）粉煤灰取代影响系数）粉煤灰取代影响系数）粉煤灰取代影响系数粉煤灰影响系数粉煤灰影响系数粉煤灰影响系数粉煤灰影响系数轻轻集料混凝土集料混凝土集料混凝土集料混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土普通混凝土粉煤灰等量取代水泥的粉煤灰等量取代水泥的粉煤灰等量取代水泥的粉煤灰等量取代水泥的质质量分数（），例如取代水泥的量分数（），例如取代水泥的量分数（），例如取代水泥的量分数（），例如取代水泥的质质量分数量分数量分数量分数为为1010，则则F=10F=10。粉煤灰具有一定的活性，粉煤灰具有一定的活性，粉煤灰具有一定的活性，粉煤灰具有一定的活性，掺掺用一定的粉煤灰，可用一定的粉煤灰，可用一定的粉煤灰，可用一定的粉煤灰，可节约节约水泥、降水泥、降水泥、降水泥、降低大体低大体低大体低大体积砼积砼水化水化水化水化热热、改善、改善、改善、改善泵泵送送送送砼砼性能。但它和水泥水化后的性能。但它和水泥水化后的性能。但它和水泥水化后的性能。但它和水泥水化后的氢氢氧化氧化氧化氧化钙钙相相相相结结合，使水泥碱度降低，从而削弱混凝土的抗碳化性合，使水泥碱度降低，从而削弱混凝土的抗碳化性合，使水泥碱度降低，从而削弱混凝土的抗碳化性合，使水泥碱度降低，从而削弱混凝土的抗碳化性能。在一般工能。在一般工能。在一般工能。在一般工艺艺条件下，其最大取代量不宜超条件下，其最大取代量不宜超条件下，其最大取代量不宜超条件下，其最大取代量不宜超过过水泥水泥水泥水泥质质量的量的量的量的2020，否，否，否，否则则 增加太快。增加太快。增加太快。增加太快。H2O,铁锈体积比铁增加24倍，将保护层胀开造成钢筋外露。20（4 4 4 4）水泥品种影响系数）水泥品种影响系数）水泥品种影响系数）水泥品种影响系数水泥品种影响系数水泥品种影响系数水泥品种影响系数水泥品种影响系数集料品种集料品种集料品种集料品种425425号普通硅酸号普通硅酸号普通硅酸号普通硅酸盐盐水泥水泥水泥水泥425425号号号号矿矿渣或火山渣或火山渣或火山渣或火山灰水泥灰水泥灰水泥灰水泥325325号号号号矿矿渣水泥渣水泥渣水泥渣水泥轻轻集料集料集料集料砼砼1 11.201.201.251.25普通普通普通普通砼砼1 11.351.351.501.50普通硅酸普通硅酸普通硅酸普通硅酸盐盐水泥配制的水泥配制的水泥配制的水泥配制的砼砼比混合材含量比混合材含量比混合材含量比混合材含量较较高的同高的同高的同高的同标标号号号号矿矿渣水泥和火山渣水泥和火山渣水泥和火山渣水泥和火山灰是你配制的同有灰是你配制的同有灰是你配制的同有灰是你配制的同有较较好的抗碳化性能。水泥中活性混合材含量越高，好的抗碳化性能。水泥中活性混合材含量越高，好的抗碳化性能。水泥中活性混合材含量越高，好的抗碳化性能。水泥中活性混合材含量越高，越易与水泥水化越易与水泥水化越易与水泥水化越易与水泥水化产产物物物物氢氢氧化氧化氧化氧化钙钙反反反反应应，降低碱度，影响碳化性能。，降低碱度，影响碳化性能。，降低碱度，影响碳化性能。，降低碱度，影响碳化性能。为为提提提提高抗碳化性能，高抗碳化性能，高抗碳化性能，高抗碳化性能，应选应选用不含混合材的硅酸用不含混合材的硅酸用不含混合材的硅酸用不含混合材的硅酸盐盐水泥或少含混合材的普通水泥或少含混合材的普通水泥或少含混合材的普通水泥或少含混合材的普通硅酸硅酸硅酸硅酸盐盐水泥。水泥。水泥。水泥。（4）水泥品种影响系数水泥品种影响系数集料品种425号普通硅21（5 5 5 5）集料品种影响系数）集料品种影响系数）集料品种影响系数）集料品种影响系数集料品种影响系数集料品种影响系数集料品种影响系数集料品种影响系数普通集料普通集料普通集料普通集料结结构致密，吸水率小。天然集料构致密，吸水率小。天然集料构致密，吸水率小。天然集料构致密，吸水率小。天然集料结结构多孔，吸水率构多孔，吸水率构多孔，吸水率构多孔，吸水率较较大。人大。人大。人大。人造造造造轻轻集料孔隙率集料孔隙率集料孔隙率集料孔隙率较较小，且多小，且多小，且多小，且多为圆为圆形封形封形封形封闭闭孔，吸水率孔，吸水率孔，吸水率孔，吸水率较较小。小。小。小。集料集料集料集料品种品种品种品种粗骨料粗骨料粗骨料粗骨料细细骨料骨料骨料骨料 天然天然天然天然轻轻集料集料集料集料 人造人造人造人造轻轻集料集料集料集料普通普通普通普通集料集料集料集料普通砂普通砂普通砂普通砂破碎破碎破碎破碎轻轻砂砂砂砂珍珠岩珍珠岩珍珠岩珍珠岩 砂砂砂砂轻轻集集集集料料料料砼砼1.001.000.600.601.001.001.401.402.002.00普通普通普通普通砼砼0.560.561.001.00注：影响系数注：影响系数注：影响系数注：影响系数为为表中粗表中粗表中粗表中粗细细集料的乘集料的乘集料的乘集料的乘积积（5）集料品种影响系数集料品种影响系数普通集料结构致密，吸水22（6 6 6 6）养护方法影响系数）养护方法影响系数）养护方法影响系数）养护方法影响系数养养养养护护方法影响系数方法影响系数方法影响系数方法影响系数标标准养准养准养准养护护：温度：温度：温度：温度203203，相，相，相，相对对湿度不小于湿度不小于湿度不小于湿度不小于9090蒸汽养蒸汽养蒸汽养蒸汽养护护：静庭：静庭：静庭：静庭4h4h，升温，升温，升温，升温3h3h，恒温最高温，恒温最高温，恒温最高温，恒温最高温9090，恒温，恒温，恒温，恒温6 68h8h，降温，降温，降温，降温2h2h集料品种集料品种集料品种集料品种标标准养准养准养准养护护方法方法方法方法蒸汽养蒸汽养蒸汽养蒸汽养护护方法方法方法方法轻轻集料集料集料集料砼砼1 11.501.50普通普通普通普通砼砼1 11.801.80（6）养护方法影响系数养护方法影响系数标准养护：温度20323碳化深度小结碳化深度小结碳化深度小结碳化深度小结公式建立在快速碳化的基公式建立在快速碳化的基公式建立在快速碳化的基公式建立在快速碳化的基础础上，按照我国上，按照我国上，按照我国上，按照我国标标准，快速碳化准，快速碳化准，快速碳化准，快速碳化试验试验是在温是在温是在温是在温度度度度203203，COCO2 2体体体体积积分数分数分数分数为为203203条件下条件下条件下条件下进进行的。快速碳化行的。快速碳化行的。快速碳化行的。快速碳化2828天的碳天的碳天的碳天的碳化深度化深度化深度化深度约约相当于在正常大气条件下（相当于在正常大气条件下（相当于在正常大气条件下（相当于在正常大气条件下（COCO2 2体体体体积积分数分数分数分数为为 ）条件下混凝）条件下混凝）条件下混凝）条件下混凝土存放土存放土存放土存放龄龄期期期期为为5050年的自然碳化深度。通年的自然碳化深度。通年的自然碳化深度。通年的自然碳化深度。通过过 COCO2 2体体体体积积分数分数分数分数对对混凝土碳化混凝土碳化混凝土碳化混凝土碳化深度的影响深度的影响深度的影响深度的影响对对比，可以用下式表示比，可以用下式表示比，可以用下式表示比，可以用下式表示不同不同不同不同环环境条件下境条件下境条件下境条件下COCO2 2相相相相对对体体体体积积分数分数分数分数不同碳化深度（不同碳化深度（不同碳化深度（不同碳化深度（mmmm）碳化碳化碳化碳化龄龄期（天或年）期（天或年）期（天或年）期（天或年）碳化深度小结公式建立在快速碳化的基础上，按照我国标准，快速碳24碳化深度计算例题碳化深度计算例题碳化深度计算例题碳化深度计算例题某工某工某工某工业业厂房已厂房已厂房已厂房已经经投入使用投入使用投入使用投入使用1212年，年，年，年，现场对现场对其混凝土构件其混凝土构件其混凝土构件其混凝土构件实测实测碳化深度碳化深度碳化深度碳化深度为为。构件混凝土保构件混凝土保构件混凝土保构件混凝土保护层护层厚度厚度厚度厚度为为25mm25mm，如果以碳化深度达到保，如果以碳化深度达到保，如果以碳化深度达到保，如果以碳化深度达到保护层护层厚度厚度厚度厚度为为构件正常使用年数参考，构件正常使用年数参考，构件正常使用年数参考，构件正常使用年数参考，试预试预估估估估该该厂房剩余使用年数。厂房剩余使用年数。厂房剩余使用年数。厂房剩余使用年数。碳化深度计算例题某工业厂房已经投入使用12年，现场对其混凝土253.2.6 3.2.6 碳化深度检测方法碳化深度检测方法对对旧混凝土旧混凝土旧混凝土旧混凝土结结构构构构进进行行行行检测时检测时常常需要常常需要常常需要常常需要实测实测混凝土碳化深度。混凝土碳化深度。混凝土碳化深度。混凝土碳化深度。常用方法就是用常用方法就是用常用方法就是用常用方法就是用质质量分数量分数量分数量分数为为1 1的酚的酚的酚的酚酞酞酒精酒精酒精酒精试剂喷试剂喷在混凝土新破在混凝土新破在混凝土新破在混凝土新破损损面上（面上（面上（面上（钻钻孔或孔或孔或孔或凿凿开混凝土形成开混凝土形成开混凝土形成开混凝土形成测试测试面），已面），已面），已面），已经经碳化的混凝土不会碳化的混凝土不会碳化的混凝土不会碳化的混凝土不会变变色，未碳化部分色，未碳化部分色，未碳化部分色，未碳化部分为为紫紫紫紫红红色，用卡尺精确量色，用卡尺精确量色，用卡尺精确量色，用卡尺精确量测测混凝土表面到混凝土表面到混凝土表面到混凝土表面到变变色分界色分界色分界色分界处处的深度，即的深度，即的深度，即的深度，即为为混凝土碳化深度。混凝土碳化深度。混凝土碳化深度。混凝土碳化深度。对对于整个构件或于整个构件或于整个构件或于整个构件或结结构构构构应应在有代表性的地方布置在有代表性的地方布置在有代表性的地方布置在有代表性的地方布置测测区，每一个区，每一个区，每一个区，每一个测测区区区区应测应测三个点，以其平均三个点，以其平均三个点，以其平均三个点，以其平均值值作作作作为该测为该测区的代表区的代表区的代表区的代表值值。3.2.6 碳化深度检测方法对旧混凝土结构进行检测时常常需要263.2.7 3.2.7 碳化处理方法碳化处理方法（1 1）碳化深度）碳化深度）碳化深度）碳化深度过过大，大，大，大，钢钢筋筋筋筋锈蚀锈蚀明明明明显显，危及，危及，危及，危及结结构安全构件构安全构件构安全构件构安全构件应应拆除重建；拆除重建；拆除重建；拆除重建；（2 2）对对碳化深度碳化深度碳化深度碳化深度较较小并小于小并小于小并小于小并小于钢钢筋保筋保筋保筋保护层护层厚度，碳化厚度，碳化厚度，碳化厚度，碳化层层比比比比较坚较坚硬的，可硬的，可硬的，可硬的，可用用用用优质优质涂料封涂料封涂料封涂料封闭闭；（3 3）对对碳化深度大于碳化深度大于碳化深度大于碳化深度大于钢钢筋保筋保筋保筋保护层护层厚度或碳化深度厚度或碳化深度厚度或碳化深度厚度或碳化深度虽较虽较小但碳化小但碳化小但碳化小但碳化层层疏松疏松疏松疏松剥落的，剥落的，剥落的，剥落的，应凿应凿除碳化除碳化除碳化除碳化层层，粉刷高，粉刷高，粉刷高，粉刷高强强砂砂砂砂浆浆或或或或浇浇筑高筑高筑高筑高强强混凝土；混凝土；混凝土；混凝土；（4 4）对钢对钢筋筋筋筋锈蚀严锈蚀严重的，重的，重的，重的，应应在修在修在修在修补补前除前除前除前除锈锈，并根据，并根据，并根据，并根据锈蚀锈蚀情况和情况和情况和情况和结结构需构需构需构需要加要加要加要加补钢补钢筋，防碳化后的筋，防碳化后的筋，防碳化后的筋，防碳化后的结结果，要达到阻止或尽可能减慢外界有害气体果，要达到阻止或尽可能减慢外界有害气体果，要达到阻止或尽可能减慢外界有害气体果，要达到阻止或尽可能减慢外界有害气体进进入混凝土内侵入混凝土内侵入混凝土内侵入混凝土内侵蚀蚀，使其内部和，使其内部和，使其内部和，使其内部和钢钢筋一直筋一直筋一直筋一直处处在高碱性在高碱性在高碱性在高碱性环环境中。境中。境中。境中。3.2.7 碳化处理方法（1）碳化深度过大，钢筋锈蚀明显，危273.3 3.3 混凝土的腐蚀混凝土的腐蚀混凝土碳化混凝土碳化混凝土碳化混凝土碳化混凝土化学腐混凝土化学腐混凝土化学腐混凝土化学腐蚀蚀碱骨料反碱骨料反碱骨料反碱骨料反应应混凝土腐混凝土腐混凝土腐混凝土腐蚀蚀酸腐酸腐酸腐酸腐蚀蚀强强碱腐碱腐碱腐碱腐蚀蚀硫酸硫酸硫酸硫酸盐盐腐腐腐腐蚀蚀3.3 混凝土的腐蚀混凝土碳化混凝土化学腐蚀碱骨料反应混凝283.3.1 3.3.1 混凝土化学腐蚀混凝土化学腐蚀（1 1 1 1）硫酸盐腐蚀）硫酸盐腐蚀）硫酸盐腐蚀）硫酸盐腐蚀|在化工建筑中最常在化工建筑中最常在化工建筑中最常在化工建筑中最常见见，污污水水水水处处理、化理、化理、化理、化纤纤、制、制、制、制盐盐、制皂等建、制皂等建、制皂等建、制皂等建筑混凝土构件常因硫酸筑混凝土构件常因硫酸筑混凝土构件常因硫酸筑混凝土构件常因硫酸盐盐腐腐腐腐蚀蚀破坏。常破坏。常破坏。常破坏。常见见的有硫酸的有硫酸的有硫酸的有硫酸钠钠、硫酸硫酸硫酸硫酸镁镁、硫酸、硫酸、硫酸、硫酸钾钾、硫酸、硫酸、硫酸、硫酸钙钙等，基本都溶于水，其与水泥等，基本都溶于水，其与水泥等，基本都溶于水，其与水泥等，基本都溶于水，其与水泥石中的石中的石中的石中的氢氢氧化氧化氧化氧化钙钙及水化及水化及水化及水化铝铝酸酸酸酸钙发钙发生化学反生化学反生化学反生化学反应应，生成石膏，生成石膏，生成石膏，生成石膏和硫和硫和硫和硫铝铝酸酸酸酸钙钙，产产生体生体生体生体积积膨膨膨膨胀胀，导导致混凝土破坏。致混凝土破坏。致混凝土破坏。致混凝土破坏。硫酸硫酸硫酸硫酸盐盐侵侵侵侵蚀蚀混凝土，表面混凝土，表面混凝土，表面混凝土，表面发发白，白，白，白，损损害从棱角害从棱角害从棱角害从棱角处处开始，裂开始，裂开始，裂开始，裂缝缝展开展开展开展开并剥落，混凝土形成一种易碎的松散状并剥落，混凝土形成一种易碎的松散状并剥落，混凝土形成一种易碎的松散状并剥落，混凝土形成一种易碎的松散状态态（桥桥梁上也比梁上也比梁上也比梁上也比较较常常常常见见）。）。）。）。3.3.1 混凝土化学腐蚀（1）硫酸盐腐蚀293.3.1 3.3.1 混凝土化学腐蚀混凝土化学腐蚀（1 1 1 1）硫酸盐腐蚀）硫酸盐腐蚀）硫酸盐腐蚀）硫酸盐腐蚀|硫酸硫酸硫酸硫酸钠钠、硫酸、硫酸、硫酸、硫酸镁镁、硫酸氨等，有两个反、硫酸氨等，有两个反、硫酸氨等，有两个反、硫酸氨等，有两个反应过应过程：程：程：程：石膏腐石膏腐石膏腐石膏腐蚀过蚀过程程程程硫硫硫硫铝铝酸酸酸酸盐盐腐腐腐腐蚀过蚀过程程程程单单硫型硫型硫型硫型铝铝酸酸酸酸盐盐水化硅酸水化硅酸水化硅酸水化硅酸钙钙钙矾钙矾石石石石伴随体伴随体伴随体伴随体积积的明的明的明的明显显膨膨膨膨胀胀，导导致混凝土开裂！致混凝土开裂！致混凝土开裂！致混凝土开裂！防止方法：用防止方法：用防止方法：用防止方法：用沥沥青、橡胶、青、橡胶、青、橡胶、青、橡胶、沥沥青漆等青漆等青漆等青漆等处处理混凝土表面，理混凝土表面，理混凝土表面，理混凝土表面，形成耐形成耐形成耐形成耐蚀蚀的保的保的保的保护层护层。3.3.1 混凝土化学腐蚀（1）硫酸盐腐蚀石膏腐蚀过程硫铝酸30(超过一定含量在不均匀砼中容易形成坑蚀)影响因素：混凝土本身的特性，包括混凝土的渗透性、孔隙率、裂缝状况等，以及混凝土结构所处的酸环境，包括酸的种类、浓度和状态等。水泥品种（熟料中氧化钙含量高）水泥中活性混合材含量越高，越易与水泥水化产物氢氧化钙反应，降低碱度，影响碳化性能。3 混凝土碳化影响因素每立方米混凝土的水泥用量（kg）nH2O或Fe3O4.混凝土碳化是中性化最常见的形式，是CO2与混凝土中碱性物质相互作用的一种复杂物理化学过程。混凝土碳化将导致混凝土碱度降低，破坏钢筋钝化膜，同时加剧砼混凝土的收缩，导致收缩裂缝产生和加大。钢筋金相组织和表面不均存在电位差钢筋混凝土结构损伤机理（3）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素内在因素养护方法影响(标养和蒸养比普通养护差）在一般工艺条件下，其最大取代量不宜超过水泥质量的20，否则 增加太快。对于低韧性高强度钢筋而言，应力集中很难通过塑性变形消除，从而形成微裂缝，可能突然断裂而发生脆性破坏。3.3.1 3.3.1 混凝土化学腐蚀混凝土化学腐蚀（1 1 1 1）硫酸盐腐蚀影响因素）硫酸盐腐蚀影响因素）硫酸盐腐蚀影响因素）硫酸盐腐蚀影响因素水泥品种（熟料中氧化水泥品种（熟料中氧化水泥品种（熟料中氧化水泥品种（熟料中氧化钙钙含量高）含量高）含量高）含量高）硫酸硫酸硫酸硫酸盐盐腐腐腐腐蚀蚀影响因素影响因素影响因素影响因素硫酸硫酸硫酸硫酸盐浓盐浓度（高）度（高）度（高）度（高）混凝土渗透性（大）混凝土渗透性（大）混凝土渗透性（大）混凝土渗透性（大）水灰比（大）水灰比（大）水灰比（大）水灰比（大）地下水位高低地下水位高低地下水位高低地下水位高低变变化（化（化（化（频频繁）繁）繁）繁）水的流水的流水的流水的流动动（频频繁）繁）繁）繁）土壤的孔隙率（大）土壤的孔隙率（大）土壤的孔隙率（大）土壤的孔隙率（大）地下室、地下室、地下室、地下室、挡挡土土土土墙墙、涵洞、涵洞、涵洞、涵洞比基比基比基比基础础和和和和桩桩基更容易受基更容易受基更容易受基更容易受到硫酸到硫酸到硫酸到硫酸盐盐腐腐腐腐蚀蚀的原因。的原因。的原因。的原因。(超过一定含量在不均匀砼中容易形成坑蚀)3.3.1 混凝土化313.3.2 3.3.2 混凝土酸侵蚀混凝土酸侵蚀|硫酸、硫酸、硫酸、硫酸、盐盐酸、硝酸、醋酸、甲酸、乳酸、磷酸等酸、硝酸、醋酸、甲酸、乳酸、磷酸等酸、硝酸、醋酸、甲酸、乳酸、磷酸等酸、硝酸、醋酸、甲酸、乳酸、磷酸等影响因素：混凝土本身的特性，包括混凝土的渗透性、影响因素：混凝土本身的特性，包括混凝土的渗透性、影响因素：混凝土本身的特性，包括混凝土的渗透性、影响因素：混凝土本身的特性，包括混凝土的渗透性、孔隙率、裂孔隙率、裂孔隙率、裂孔隙率、裂缝缝状况等，以及混凝土状况等，以及混凝土状况等，以及混凝土状况等，以及混凝土结结构所构所构所构所处处的酸的酸的酸的酸环环境，境，境，境，包括酸的种包括酸的种包括酸的种包括酸的种类类、浓浓度和状度和状度和状度和状态态等。防止方法：用等。防止方法：用等。防止方法：用等。防止方法：用沥沥青、橡青、橡青、橡青、橡胶、胶、胶、胶、沥沥青漆等青漆等青漆等青漆等处处理混凝土表面，形成耐理混凝土表面，形成耐理混凝土表面，形成耐理混凝土表面，形成耐蚀蚀的保的保的保的保护层护层。3.3.2 混凝土酸侵蚀硫酸、盐酸、硝酸、醋酸、甲酸、乳酸、323.3.3 3.3.3 碱骨料反应碱骨料反应水泥和混凝土的有关添加水泥和混凝土的有关添加水泥和混凝土的有关添加水泥和混凝土的有关添加剂剂中碱性氧化物中碱性氧化物中碱性氧化物中碱性氧化物质质（K K K K2 2 2 2O O O O和和和和NaNaNaNa2 2 2 2O O O O）与混凝土骨）与混凝土骨）与混凝土骨）与混凝土骨料中的活性物料中的活性物料中的活性物料中的活性物质质（活性氧化硅）在常温常（活性氧化硅）在常温常（活性氧化硅）在常温常（活性氧化硅）在常温常压压下下下下缓缓慢反慢反慢反慢反应应形成碱硅胶后，形成碱硅胶后，形成碱硅胶后，形成碱硅胶后，吸水膨吸水膨吸水膨吸水膨胀导胀导致混凝土破坏的致混凝土破坏的致混凝土破坏的致混凝土破坏的现现象。生成物体象。生成物体象。生成物体象。生成物体积积膨膨膨膨胀胀（3 3 3 34 4 4 4倍）。碱骨倍）。碱骨倍）。碱骨倍）。碱骨料反料反料反料反应应速度速度速度速度较较慢，破坏慢，破坏慢，破坏慢，破坏现现象多年才能象多年才能象多年才能象多年才能发现发现。碱骨料反碱骨料反碱骨料反碱骨料反应应的必要条件是水泥中碱量的必要条件是水泥中碱量的必要条件是水泥中碱量的必要条件是水泥中碱量较较高（混凝土高（混凝土高（混凝土高（混凝土总总碱量达到碱量达到碱量达到碱量达到3kg/m3kg/m3 3）；）；）；）；骨料中存在活性硅（活性、粒径、数量）；骨料中存在活性硅（活性、粒径、数量）；骨料中存在活性硅（活性、粒径、数量）；骨料中存在活性硅（活性、粒径、数量）；碱骨料反碱骨料反碱骨料反碱骨料反应应的充分条件是存在水分；的充分条件是存在水分；的充分条件是存在水分；的充分条件是存在水分；3.3.3 碱骨料反应水泥和混凝土的有关添加剂中碱性氧化物333.3.3 3.3.3 碱骨料反应碱骨料反应碱骨料反碱骨料反碱骨料反碱骨料反应应的特点的特点的特点的特点|混凝土表面混凝土表面混凝土表面混凝土表面产产生生生生杂杂乱的网状裂乱的网状裂乱的网状裂乱的网状裂缝缝，或在骨料周，或在骨料周，或在骨料周，或在骨料周围围出出出出现现反反反反应环应环；|在破坏区的在破坏区的在破坏区的在破坏区的试样试样中可中可中可中可测测定碱硅酸定碱硅酸定碱硅酸定碱硅酸盐盐凝胶；凝胶；凝胶；凝胶；|在构件裂在构件裂在构件裂在构件裂缝缝中，可以中，可以中，可以中，可以发现发现碱硅酸碱硅酸碱硅酸碱硅酸盐盐凝胶失水硬化形凝胶失水硬化形凝胶失水硬化形凝胶失水硬化形成的白色粉状物；成的白色粉状物；成的白色粉状物；成的白色粉状物；3.3.3 碱骨料反应碱骨料反应的特点混凝土表面产生杂乱343.3.4 3.3.4 海水侵蚀海水侵蚀|海水中含有大量可溶性海水中含有大量可溶性海水中含有大量可溶性海水中含有大量可溶性盐类盐类 NaCINaCINaCINaCI2 2 2 2，MgClMgClMgClMgCl2 2 2 2，CaSOCaSOCaSOCaSO4 4 4 4，MgSOMgSOMgSOMgSO4 4 4 4等等等等 构筑物与海水不直接接触部位构筑物与海水不直接接触部位构筑物与海水不直接接触部位构筑物与海水不直接接触部位(潮湿空气中潮湿空气中潮湿空气中潮湿空气中氯盐氯盐侵侵侵侵蚀蚀)海水浪海水浪海水浪海水浪溅溅区区区区(干湿循干湿循干湿循干湿循环环作用，作用，作用，作用，盐类盐类膨膨膨膨胀锈蚀胀锈蚀)潮汛潮汛潮汛潮汛涨涨落区落区落区落区(最最最最严严重，海水冲重，海水冲重，海水冲重，海水冲蚀蚀、干湿循、干湿循、干湿循、干湿循环环、冻冻融循融循融循融循环环)长长期在海水中部位期在海水中部位期在海水中部位期在海水中部位3.3.4 海水侵蚀海水中含有大量可溶性盐类 构筑物与海水不353.3.5 3.3.5 混凝土腐蚀防治措施混凝土腐蚀防治措施|选选用合适的水泥品种用合适的水泥品种用合适的水泥品种用合适的水泥品种|提高混凝土的密提高混凝土的密提高混凝土的密提高混凝土的密实实性和抗渗性性和抗渗性性和抗渗性性和抗渗性|增加混凝土保增加混凝土保增加混凝土保增加混凝土保护层护层厚度厚度厚度厚度|掺掺用火山灰用火山灰用火山灰用火山灰质质的活性的活性的活性的活性掺掺合料合料合料合料|对对混凝土表面混凝土表面混凝土表面混凝土表面进进行行行行处处理理理理|使用超耐久性混凝土使用超耐久性混凝土使用超耐久性混凝土使用超耐久性混凝土3.3.5 混凝土腐蚀防治措施选用合适的水泥品种36钢筋混凝土结构损伤机理课件37