第11章硅酸盐水泥的耐久性

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1、第第11 11章章 硅酸盐水泥的耐久性硅酸盐水泥的耐久性耐久性：耐久性：硬化水泥浆体结构在一定环境条件下长期保持稳定质量和使用功能的性质。影响耐久性的因素影响耐久性的因素 抗渗性 抗冻性 抗蚀性 碱集料反应11.1 11.1 抗渗性抗渗性 1 1、定义、定义 硬化水泥石或混凝土抵抗各种有害介质渗透的能力。 有害介质有害介质 流动水、溶液、气体等孔隙和裂缝（连通）连通）LhKAdtdq2rCKdq/dt渗水速率；A试件横截面积；h作用于试件两侧的压力差；L试件厚度；K渗透系数总孔隙率；r孔的水力半径；流体粘度；C常数 抗渗性的大小以渗透系数K表示抗渗性的高低，K值越小越好。 （1）孔隙大小： K

2、 r2 （2）空隙率： K 小于1微米的孔隙、凝胶孔对抗渗透性几乎没有影响 渗透系数主要决定于毛细毛细孔率孔率的大小，尤其是大毛细孔。 1 1）水灰比）水灰比 水灰比越大，孔隙率越大，毛细孔尺寸越大，而且基本联通，渗透系数越大。 2 2）水泥水化程度）水泥水化程度 龄期越长，水化产物增多，毛细管变得细小，互不连通，渗透系数越小。2 2、影响因素、影响因素3、提高抗渗性的措施 1）适当降低水灰比 2）细化骨料过渡区 3）施工中加强振捣，采用适宜的养护制度。 4）外加剂（减水剂，引气剂）11.2 抗冻性抗冻性 1 1、定义、定义 硬化水泥浆体抵抗冻融循环的能力。 2 2、危害、危害 冻融循环是寒冷

3、地区混凝土，尤其是港口混凝土破坏的主要原因之一。 3 3、原理、原理 材料有孔且孔隙含水 水冰体积膨胀9，结冰压力高达100MPa，当结冰压力超过材料的抗拉强度时，材料开裂。裂缝的增加进一步增加了材料的饱水程度，饱水程度的增加进一步加剧了冻融破坏。反复冻融循环最终材料崩溃 化合水不结冰化合水不结冰 吸附水吸附水 结冰，影响抗冻性结冰，影响抗冻性 自由水自由水凝胶水毛细水-78-78才结冰才结冰硬化水泥浆体中水的冰点受水成分和孔径大小的硬化水泥浆体中水的冰点受水成分和孔径大小的影响，孔径越小，冰点越低。影响，孔径越小，冰点越低。 结晶压力理论 净水压理论 水结冰体积增加，未冻水被迫流动产生静水压

4、。气孔存在可缓解。 渗透压理论 毛细孔中水部分结冰，未冻水溶液浓度增大，胶凝孔中水溶液浓度不变；浓度差引起渗透压，造成膨胀。4 4、抗冻性表示方法、抗冻性表示方法 以试块能经受-15和20的循环冻融而抗压强度损失率小于25%时的最高冻融循环次数表示。次数越多，抗冻性越好。5 5、影响抗冻性的因素、影响抗冻性的因素 1 1）矿物组成）矿物组成 增加C3S含量，适当增加水泥中石膏掺入量，可以改善抗冻性。（实际上水泥组成与抗冻性关系较少） 2 2）水泥强度）水泥强度 其他条件相同时，水泥的强度越高，浆体抵抗结冰时膨胀应力的能力就越强，其抗冻性越好。 3 3）水灰比）水灰比 水灰比越小，硬化水泥浆体中

5、毛细孔率越小，孔径尺寸越小，抗冻性越好。 4 4）防止过早受冻）防止过早受冻 5 5）外加剂）外加剂 引气剂，减水剂、防冻剂 11.3 11.3 环境介质的侵蚀环境介质的侵蚀 对水泥耐久性有害的环境介质1 ）淡水2 ）酸和酸性水3 ）硫酸盐溶液和碱溶液 （浆体组分的溶解和浸析；离子交换反映；形成膨胀性产物）（浆体组分的溶解和浸析；离子交换反映；形成膨胀性产物）侵蚀机理侵蚀机理 雨水、雪水、冰川水（软水） 水泥石中Ca(OH)2溶出； 水量不多溶液饱和溶解作用停止； 流动的水 Ca(OH)2不断溶出并带走水化硅酸盐、水化硫酸盐分解形成低碱性水化产物转化为无胶结能力的硅胶、铝胶等。 对抗渗性较好的