混凝土孔结构及其氯离子扩散.ppt

混凝土的孔结构和氯离子扩散模型
杭州湾大桥
港珠澳大桥耐久性设计
(全长50km)设计年限100年)
实际混凝土结构耐久性破坏案例
美国某桥梁工程钢筋锈蚀破坏
混凝土碳化与钢筋锈蚀
发生的主要破坏情况
钢筋锈蚀
盐
水
侵
蚀
混凝土开裂
融雪剂造成的混凝土路面破坏
混凝土表面存在着大量的毛细孔及各种原因造成的细微裂缝,这些都是氯盐侵蚀混凝土的直接通道
混凝土的孔结构和氯离子扩散模型
硬化水泥浆体和混凝土是多孔材料。硬化水泥浆体和混凝土的许多工程性质, 如: 强度、收缩、渗透
性等, 都受到孔结构特征的影响。氯离子渗透到混凝土中会引起钢筋锈蚀而导致钢筋混凝土结构破坏。
一、硬化水泥浆体的微观结构
混凝土是由水泥浆体和包裹在水泥浆体中的粗骨料和细骨料组成的混合材料。通常, 骨料的结构和性质是不随时间而变化的, 然而, 因为水泥颗粒与水之间的化学作用, 硬化水泥浆体的结构是随着时间慢慢发展形成的。
Powers 指出: 。因此, 水化反应也是一个空隙填充过程。尽管影响水化反应和硬化水泥浆体结构的因素有很多, 但初始水灰比和水化时间是两个最主要的影响因素。
硬化水泥浆体中的孔隙包括凝胶孔、毛细孔和气孔。
根据Powers理论分析,在硅酸盐水泥浆体中, 凝胶孔大约占整个C一S 一H 凝胶体积的28 %, ~, 与水分子的大小相近, 所以水不能流过凝胶孔。扫描电子显微镜(SEM ) 不能分辨出凝胶孔, 它包藏在C一S一H 凝胶里面。
毛细孔是新拌水泥浆体中最初由水占据, 而后来又没有被水泥水化物填充的哪一部分空隙。
气孔是振捣不密实或引入的气泡或两者共同作用而形成的。
毛细孔通常是弯曲的细管, 而气孔比毛细孔短而孔径大。下表列出了凝胶孔和毛细孔的分类以及它们对硬化水泥浆体性质的影响。