环境土建工程概论第2章资料.ppt

混凝土在环境中的物理化学变化 混凝土的腐蚀 一般酸的腐蚀： 工程结构处于各种酸性介质中时，酸性介质易与水泥石中的氢氧化钙反应，其反应产物可能溶于水中而流失，或发生体积膨胀造成结构物的局部被胀裂，破坏了水泥石的结构。其基本化学反应式为： 酸的浓度越大，腐蚀作用越强。 混凝土在环境中的物理化学变化 混凝土的腐蚀 碱骨料反应： 是指水泥中的碱与骨料中的活性二氧化硅反应，生成碱-硅酸盐凝胶，并吸水膨胀，使体积增大约3~4倍，产生的膨胀压力可引起混凝土剥落、开裂、强度下降甚至破坏。 发生碱骨料反应时，一般不到两年就会使其结构出现明显开裂，一旦发生，比较难控制，会加速其他侵蚀破坏。 混凝土在环境中的物理化学变化 混凝土的腐蚀 浓碱液侵蚀： 碱液浓度大会造成混凝土结构破坏，可产生化学侵蚀和结晶侵蚀两种。 化学侵蚀：水泥的水化产物及未发生水化的矿物成分，与浓碱液发生化学反应，使之析出。 3CaO·Al2O3+6NaOH=3Na2O·Al2O3+3Ca(OH)2 结晶侵蚀：碱液渗入混凝土的孔隙中，与孔隙中的CO2生成Na2CO3·10H2O析出，体积膨胀2.5倍，产生结晶压力，造成混凝土破坏，这种侵蚀在氧化铝厂混凝土构筑物中尤为严重。 混凝土在环境中的物理化学变化 混凝土构造物中钢筋的腐蚀 混凝土是一种非均质的脆性材料，抗弯抗拉能力差，需配筋提高其力学性能，其中钢筋应用最广泛。混凝土中的钢筋受到腐蚀后，腐蚀产物的体积膨胀可使混凝土保护层沿纵筋，出现开裂，严重时可完全脱落。 混凝土中钢筋的腐蚀一种电化学腐蚀，要造成混凝土中钢筋腐蚀，首先必须破坏钢筋表面的钝化膜，钢筋失钝与混凝土中的碱度有关，ph小于9时，钝化膜就会完全破坏。 轻度腐蚀； 钢筋表面出现小的腐蚀坑，无纵向裂缝，截面损失1%~3%屈服强度、拉伸强度基本不变 中度腐蚀； 钢筋腐蚀产生的铁锈向混凝土内迁，产生少量的纵向裂缝，截面损失3%~10%屈服强度基本不变,拉伸强度和延伸率降低。 严重腐蚀 ；截面损失率大于10%。铁锈沿混凝土裂缝扩散，纵向裂缝增多，使顺筋裂缝贯通，保护层部分或全部脱落。屈服强度，拉伸强度延伸率降低 混凝土在环境中的物理化学变化 混凝土构造物中钢筋的腐蚀 1、杆件变形的基本形式有哪些，它们各自的受力特点和变形特点是什么？ 2、理想化的约束有哪几种，分别描述各自的约束反力特征。 3、硅酸盐水泥的水化反应有哪些？ 4、混凝土的碳化及其破坏作用？ 助教：陈琪；联系电话 作业 * * 结构计算简图 结构计算简图 4.平面杆系结构的分类 ②拱 一般由曲杆构成，在竖向荷载作用下，支座产生水平反力。其内力以压力为主。 拱 结构计算简图 结构计算简图 4.平面杆系结构的分类 ③钢架 由梁和柱组成的结构，具有刚结点。其内力有弯矩、剪力和轴力，以弯矩为主。 结构计算简图 结构计算简图 4.平面杆系结构的分类 ④ 桁架 由若干直杆用铰链连接组成的结构。在结点荷载作用下，各杆均只有轴力（拉力或压力） ⑤组合结构 由只承受轴力的桁杆和主要承受弯距的梁杆或刚架杆件组成的结构。 结构计算简图 结构计算简图 5.荷载的分类 （1）按荷载作用的范围分为分布荷载和集中荷载 分布荷载：分布作用在体积、面积和线段上的荷载（体荷载、面荷载、线荷载） 集中荷载：荷载作用的范围与构建的尺寸相比十分微小，可认为荷载集中作用于一点。 （2）按荷载作用时间的久暂分为恒荷载和活荷载 恒荷载：永久作用在结构上的荷载。（自重、永久设备…） 活荷载：暂时作用在结构上的荷载。（风、雪…） 结构计算简图 结构计算简图 5.荷载的分类 （3）按荷载作用的性质可分为静荷载和动荷载 静荷载：由零逐渐增加到最后值的荷载。 特点：荷载施加过程中，结构上各点产生的加速度不明显，荷载达到最后值后，结构处于静止平衡状态。 动荷载：大小、方向随时间而改变的荷载。 特点：由于荷载的作用，结构上各点产生明显的加速度，结构的内力和变形都随时间而发生变化。 结构计算简图 结构计算简图 5.荷载的分类 建筑力学的任务：研究结构的几何组成规律，以及在荷载作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题 建筑力学的目的：保证结构按设计要求正常工作，并充分发挥材料的性能，使设计的结构既安全可靠又经济合理。 建筑力学的内容： （1）静力学基础及静定结构的内力计算 （2）强度问题 （3）刚度问题 （4）超静定结构的内力计算 （5）稳定性问题 建筑力学的任务和内容 2.2 物理化学基础知识 混凝