2-马孝轩-混凝土结构在土壤中的耐久性及耐久性设计.ppt

混凝土结构在土壤中的耐久性及耐久性设计——混凝土材料在土壤环境中的腐蚀研究结果 马孝轩1、冷发光1、仇新刚2 1中国建筑科学研究院建材所 2中国建筑科学研究院质检中心 国家基金委和科技部联合资助重大项目 （项目编号—2） 主要内容 1. 前言 2 中碱性土壤中混凝土材料的腐蚀 3 酸性土壤中混凝土材料的腐蚀 4 内陆盐土中混凝土材料的腐蚀 5 滨海盐土中混凝土材料的腐蚀 6 同一种混凝土材料在不同土壤中的腐蚀 7 钢筋混凝土桩土壤——大气腐蚀对比试验研究 8 几点结论和建议 1. 前言 1.1 目的意义 1.2 混凝土材料腐蚀的基本原理 1.3 土壤腐蚀的分类 1.3.1分类依据 1.3.2 土壤腐蚀性分类 1.1 目的意义 混凝土及钢筋混凝土是当今用量最大、最主要的建筑工程材料。 但是混凝土及钢筋混凝土结构都程度不同地遭受各种侵蚀性介质的腐蚀损坏，直接影响混凝土结构物的耐久性。 混凝土及钢筋混凝土的土壤腐蚀是耐久性研究的重要方面。 1.2 混凝土材料腐蚀的基本原理 混凝土是一种非均匀的、多元、多孔的，固、液、气三相并存的复合材料 环境中的某些腐蚀性介质通过孔隙进入混凝土内部，与孔隙中的氢氧化钙饱和溶液及水泥水化产物接触发生某种化学反应及一系列物理、化学破坏作用，称为混凝土的腐蚀。 土壤对混凝土的腐蚀则是指潮湿土壤中的各种腐蚀介质与混凝土体接触所引起的物理化学破坏作用。 1.3 土壤腐蚀的分类 1.3.1分类依据 （1）各种混凝土及钢筋混凝土材料在不同土壤中埋设10~40年的腐蚀数据和分析研究成果。 （2）土壤中腐蚀性介质的种类和数量，侵蚀性介质与混凝土中水泥成分发生化学反应的形式和特征。 （3）土壤PH值。 （4）混凝土腐蚀的规律、机理和主要影响因素。 （5）工程适用性。积累的各种腐蚀数据和分析研究成果，有利于在该地区进行基本建设时参考和应用。 1.3 土壤腐蚀的分类（续） 1.3.2 土壤腐蚀性分类 我国土壤的主要土壤类型可分为： 中碱性土壤 酸性土壤 内陆盐土 滨海盐土 2 中碱性土壤中混凝土材料的腐蚀 2.1 中碱性土壤中混凝土强度的发展 2.2 中碱性土壤中混凝土材料中性化 2.3 中碱性土壤中混凝土中CaO含量的变化 2.4 中碱性土壤中混凝土中预埋钢筋的锈蚀 2.5 中碱性土壤混凝土材料腐蚀研究小结 中碱性土壤中混凝土强度的发展规律 西安站1960年埋设的各种钢筋混凝土试件，至2000年开挖试验，在土壤中埋设了40年。其抗压强度与原始强度相比：普通水泥钢筋混凝土试件，混凝土抗压强度增长73%；硅酸盐钢筋混凝土试件，混凝土抗压强度降低5%。 南充站1960年埋设的各种钢筋混凝土试件，至2000年开挖实测，在土壤中埋设了40年。试件抗压强度与原始强度相比：普通水泥钢筋混凝土试件，混凝土强度增长106%；硅酸盐钢筋混凝土试件，混凝土强度降低29%。 中碱性土壤中混凝土强度的发展规律（续） 济南站1963年第二批埋设的试件，至2000年开挖试验，在土壤中埋设了37年。其抗压强度与原始强度相比：高强钢筋混凝土试件，混凝土抗压强度增长57%；矿渣水泥钢筋混凝土试件，混凝土强度增长138%；粉煤灰钢筋混凝土试件，混凝土强度增长80%。 沈阳站1992年埋设的8种混凝土及钢筋混凝土材料，至2000年开挖取样分析，在土壤中埋设8年。其抗压强度与原始强度相比，分别增长53%至90%。 中碱性土壤中混凝土强度发展规律（续） 成都站1992年埋设二种水泥砂浆试件，至2000年开挖取样分析，在土壤中埋设8年，经土壤腐蚀后，水泥砂浆抗压强度分别增长42%至44%。 中碱性土壤中混凝土材料中性化变化规律 各种混凝土在土壤中的中性化深度是不一样的。普通水泥混凝土经过40年的埋设后，中性化深度平均值最大的8.0mm，最小的5.5mm;而硅酸盐混凝土的中性化深度要比普通水泥混凝土大3倍。这一规律和大气条件下的中性化的规律基本一致。 沈阳站埋设的8种混凝土及钢筋混凝土材料，在土壤中埋设8年，其中性化深度平均值为5~2mm。成都站埋设的两种水泥砂浆材料，在土壤中埋设8年，其中性化平均值仅为1.0~1.2mm。 中碱性土壤中混凝土中CaO含量的变化规律 各种钢筋混凝土试件，埋设在各种不同的土壤中，经过土壤腐蚀后，混凝土试件表面的氧化钙含量低于中部的氧化钙含量。这说明： 在腐蚀过程中，混凝土表面的氧化钙与腐蚀介质反应，生成了腐蚀产物。混凝土内部的氧化钙为保持内外平衡，就要不断往外渗，以补充表面失去的氧化钙。而氧化钙从混凝土中被溶解出来，会导致混凝土中水泥砂浆强度的降低。 中碱性土壤中混凝土中预埋钢筋的锈蚀规律 济南站1960年埋设的试件，普通水泥混凝土中预埋钢筋的锈蚀