第六章 耐碱混凝土.ppt

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1、耐碱混凝土耐碱混凝土第第 2页页第一节第一节 概概 述述 在工业建筑中，常常有与碱介质密切接触的建筑工在工业建筑中，常常有与碱介质密切接触的建筑工程的建筑构件。程的建筑构件。l例如烧碱和纯碱的生产车间，碱法生产氧化铝及合例如烧碱和纯碱的生产车间，碱法生产氧化铝及合成氨的一些车间，这些车间的地面和一些构件都经成氨的一些车间，这些车间的地面和一些构件都经常处于有不同浓度的常处于有不同浓度的NaOH、Na2CO3及及NH4OH介介质中。质中。l虽然普通混凝土具备一定的抗碱能力，但碱介质超虽然普通混凝土具备一定的抗碱能力，但碱介质超过一定的浓度，普通混凝土就不可避免地受到破坏。过一定的浓度，普通混凝土

2、就不可避免地受到破坏。第第 3页页n定义：定义：n采用耐碱性能好的硅酸盐类水泥作为胶凝材料，采用耐碱性能好的硅酸盐类水泥作为胶凝材料，石灰岩和火成岩类作为耐碱骨科，掺入磨细粉料，石灰岩和火成岩类作为耐碱骨科，掺入磨细粉料，以较低的水灰比配制成密实性、抗掺性和耐碱腐以较低的水灰比配制成密实性、抗掺性和耐碱腐蚀能力较好的混凝土，称耐碱混凝土。蚀能力较好的混凝土，称耐碱混凝土。第第 4页页n特点和应用特点和应用n耐碱混凝土应具有较高的抗压强度和耐久性耐碱混凝土应具有较高的抗压强度和耐久性(主主要指抗渗等级要指抗渗等级)。在。在50以下能抵抗浓度以下能抵抗浓度25的的氢氧化钠，在氢氧化钠，在50100

3、以下能抵抗以下能抵抗l10-115浓度氢氧化纳，以及铝酸钠、碳酸钠、氨水浓度氢氧化纳，以及铝酸钠、碳酸钠、氨水和石灰水等碱液腐蚀。和石灰水等碱液腐蚀。n它主要用于受碱介质腐蚀的基础、地面、池槽它主要用于受碱介质腐蚀的基础、地面、池槽等结构工程。等结构工程。第第 5页页第二节第二节 碱性介质对混凝土的腐蚀机理碱性介质对混凝土的腐蚀机理一、物理腐蚀理论一、物理腐蚀理论n 物理腐蚀物理腐蚀是指碱性介质从混凝土外部通过混凝土的是指碱性介质从混凝土外部通过混凝土的孔隙渗透到混凝土表层甚至内部后，再与空气中的孔隙渗透到混凝土表层甚至内部后，再与空气中的的的CO2和和H2O化合而生成新的结晶，由于体积膨胀而

4、化合而生成新的结晶，由于体积膨胀而造成混凝土的破坏。造成混凝土的破坏。n 如如:强碱强碱NaOH在混凝土中的物理破坏如下：在混凝土中的物理破坏如下：2NaOH十十CO2Na2CO3十十H2On生成新的产物生成新的产物Na2CO3l 0H 2O具有具有10个结晶水分子，个结晶水分子，较原来的固相体积增大较原来的固相体积增大2.5倍。显然，新生物在孔隙倍。显然，新生物在孔隙内结晶，乃至膨胀，这将在混凝土内部产生很大内内结晶，乃至膨胀，这将在混凝土内部产生很大内应力，使泥凝土遭到腐蚀破坏。应力，使泥凝土遭到腐蚀破坏。第第 6页页二、化学侵蚀理论二、化学侵蚀理论n 化学腐蚀化学腐蚀是指溶液中的强碱和混

5、凝土中的水泥水化是指溶液中的强碱和混凝土中的水泥水化物发生化学反应，生成易溶于水的新化合物，从而物发生化学反应，生成易溶于水的新化合物，从而破坏了水泥石的整体结构，使混凝土解体。破坏了水泥石的整体结构，使混凝土解体。n如：苛性钠如：苛性钠(NaOH)溶液浓度较大、温度较高时，它溶液浓度较大、温度较高时，它与水泥石会发生如下反应；与水泥石会发生如下反应；C C3 3A A十十6Na0H6Na0H3Ca(0H)3Ca(0H)2 2十十3Na3Na2 2O OAlAl2 20 03 3n偏铝酸钠都易为碱性介质所溶解，因此，会使混凝偏铝酸钠都易为碱性介质所溶解，因此，会使混凝土结构遭到破坏。土结构遭到

6、破坏。第第 7页页n混凝土中的集料中如果含有容易与碱发生反应混凝土中的集料中如果含有容易与碱发生反应的成分的成分n如无定形如无定形SiO2(特别是活性较高的无定形特别是活性较高的无定形SiO2和和Al2O3等酸性氧化物等酸性氧化物)，也会降低混凝土的抗碱能力。，也会降低混凝土的抗碱能力。第第 8页页三、提高措施三、提高措施n1提高混凝土的致密性，减少孔隙率，特别是要减提高混凝土的致密性，减少孔隙率，特别是要减少开口孔和连同孔的数量，从而提高混凝土的抗渗少开口孔和连同孔的数量，从而提高混凝土的抗渗能力，降低碱性介质的渗透。能力，降低碱性介质的渗透。n2尽量降低水泥中容易与碱发生反应的水泥数料矿尽

7、量降低水泥中容易与碱发生反应的水泥数料矿物和水化产物的数量，如降低水泥中的物和水化产物的数量，如降低水泥中的C3A含量及含量及f-Ca0含量。含量。n3适当提高混凝土的强度，以提高混凝土抵抗碱膨适当提高混凝土的强度，以提高混凝土抵抗碱膨胀应力破坏的能力。胀应力破坏的能力。n4选用耐碱性强的粗细集料，耐碱混凝土就是根据选用耐碱性强的粗细集料，耐碱混凝土就是根据上述途径研制而成的。上述途径研制而成的。第第 9页页第三节第三节 耐碱混凝土的原料组成耐碱混凝土的原料组成1.水泥水泥n矿物组成：选用矿物组成：选用硅酸盐矿物硅酸盐矿物（C3S、C2S）含）含量量高高、铝酸盐矿物铝酸盐矿物（C3A）和）和铁

8、铝酸盐矿物铁铝酸盐矿物（C4AF）含量）含量少少的硅酸盐水泥或普通硅酸盐的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥。n注意：特别是注意：特别是C3A最容易最容易与碱发生反应，因与碱发生反应，因此，其在水泥中的含量应给予控制，在硅酸此，其在水泥中的含量应给予控制，在硅酸盐水泥中不高于盐水泥中不高于7，在普通硅酸盐水泥中在普通硅酸盐水泥中应不高于应不高于5。n水泥强度等级：应不低于水泥强度等级：应不低于42.5MPa.第第 10页页2.集料（选用耐碱性较强的集料）集料（选用耐碱性较强的集料）n集料的耐碱性取决于集料的化学组成和致集料的耐碱性取决于集料的化学组成和致密性。密性。n常用的耐碱集料：白云石、石灰

9、石、大理常用的耐碱集料：白云石、石灰石、大理石的碎石和碎屑；石的碎石和碎屑；n抗碱性要求不高也可选用：花岗岩、辉绿抗碱性要求不高也可选用：花岗岩、辉绿岩的碎石、碎屑及一些火山岩形成的山砂、岩的碎石、碎屑及一些火山岩形成的山砂、河砂。河砂。n注意：集料在使用前应进行碱溶率测定，注意：集料在使用前应进行碱溶率测定，粗细集料的碱溶率都小于粗细集料的碱溶率都小于1.0g/L。第第 11页页3.掺合料掺合料n作用：在耐碱混凝土掺加一些具有耐碱性作用：在耐碱混凝土掺加一些具有耐碱性的掺合料，可以提高混凝土的致密度。的掺合料，可以提高混凝土的致密度。n常用掺合料：磨细石灰石粉常用掺合料：磨细石灰石粉n质量要

10、求：细度小于质量要求：细度小于0.08的方孔筛筛余量的方孔筛筛余量的的25，碱溶率不大于，碱溶率不大于1.0g/L，掺量一般为，掺量一般为水泥量的水泥量的1520。第第 12页页3.外加剂外加剂n作用：在配制混凝土掺加一些减水剂和早强剂，作用：在配制混凝土掺加一些减水剂和早强剂，可以进一步降低混凝土的孔隙率及提高混凝土的可以进一步降低混凝土的孔隙率及提高混凝土的强度。强度。n减水剂：尽量选用非引气型；减水剂：尽量选用非引气型；n早强剂：选用三乙醇胺和早强剂：选用三乙醇胺和Na2SO4的的复合物复合物4.拌合水和养护水拌合水和养护水n耐碱混凝土成型应加强养护，其拌含水和养护水耐碱混凝土成型应加强

11、养护，其拌含水和养护水不得呈酸性，要求不得呈酸性，要求pH6。n因此要求使用的自来水、井水或海水须经过化验因此要求使用的自来水、井水或海水须经过化验后符合要求时才能被采用。后符合要求时才能被采用。第第 13页页第四节第四节 耐碱混凝土的技术性质和配合比设计耐碱混凝土的技术性质和配合比设计 n一、耐碱混凝土主要技术性能一、耐碱混凝土主要技术性能第第 14页页二、耐碱混凝土的配合比二、耐碱混凝土的配合比n由于同时考虑混凝土的强度、抗渗性和耐碱性，目前还由于同时考虑混凝土的强度、抗渗性和耐碱性，目前还没有系统的配合比设计方法，一般根据工程的技术要求没有系统的配合比设计方法，一般根据工程的技术要求和经

12、验进行配合比设计。设计中注意以下几点：和经验进行配合比设计。设计中注意以下几点：n原料的选择应严格按本章关于耐碱混凝土原料组成和原料的选择应严格按本章关于耐碱混凝土原料组成和技术要求来进行。技术要求来进行。n应应严格控制水灰比混凝土的严格控制水灰比混凝土的W/C越高，密实度愈高，越高，密实度愈高，抗渗性越差，耐碱性也越差。在配合比设计中，如果抗渗性越差，耐碱性也越差。在配合比设计中，如果不颗粒减水剂的减水效果，水灰比一般在不颗粒减水剂的减水效果，水灰比一般在0.550.45之间选择，混凝土坍落度不易大于之间选择，混凝土坍落度不易大于5cm。n砂率可在砂率可在0.380.42之间选择。之间选择。

13、n1m3混凝土中的水泥用量不少于混凝土中的水泥用量不少于300。第第 15页页第五节第五节 耐碱混凝土施工耐碱混凝土施工 耐碱混凝土的主要特点是配制高密度混凝土，因此施工时必须耐碱混凝土的主要特点是配制高密度混凝土，因此施工时必须严格要求。严格要求。一、成型工艺一、成型工艺n(一一)搅拌搅拌n耐碱混凝土宜采用机械搅拌，搅拌时间不少于耐碱混凝土宜采用机械搅拌，搅拌时间不少于2min。投料顺。投料顺序如下：序如下：n石子石子水泥水泥石灰石粉石灰石粉砂子（干拌砂子（干拌12min）水（减水剂，水（减水剂，湿拌湿拌23min）出料出料(二二)浇筑与振捣浇筑与振捣n混凝土要求一次浇筑，不到留施工缝。混凝

14、土要求一次浇筑，不到留施工缝。n浇筑时必须用振捣器振捣密实，以获得最大的密实度。楼地面浇筑时必须用振捣器振捣密实，以获得最大的密实度。楼地面应采用一次找坡抹平、压实、压光。压光工作应在砂浆终凝前应采用一次找坡抹平、压实、压光。压光工作应在砂浆终凝前完成，禁止铺撒干水泥，以使泥凝土具有良好的抗渗性、抗裂完成，禁止铺撒干水泥，以使泥凝土具有良好的抗渗性、抗裂性，其抗渗等级高性，其抗渗等级高达达S15一一S20为宜为宜。第第 16页页二、养护工艺（二、养护工艺（施工完毕后，应对混凝土加强养护，这一点特别重要施工完毕后，应对混凝土加强养护，这一点特别重要）n养护时间：根据施工经验，混凝土浇注初期养护不少养护时间：根据施工经验，混凝土浇注初期养护不少于于7d，以防止收缩开裂。，以防止收缩开裂。n温度：在养护期内，对耐碱泥凝土特别要强调保温，温度：在养护期内，对耐碱泥凝土特别要强调保温，养护温度不低于养护温度不低于5。n湿度：养护湿度保证湿度：养护湿度保证RH90（可加盖草帘或薄膜）（可加盖草帘或薄膜）n注意：冬季施工既保温又保湿，严禁混凝土面层曝晒。注意：冬季施工既保温又保湿，严禁混凝土面层曝晒。如养护不良，出现干缩裂缝或表面水化不充分导致的如养护不良，出现干缩裂缝或表面水化不充分导致的结构疏松，将会严重影响混凝土的耐碱性和力学性能。结构疏松，将会严重影响混凝土的耐碱性和力学性能。