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摘要;文中介绍了海水中钢筋混凝土防腐的基本情况,引出了采用渗透剂及封闭剂进行混凝土防腐的试验概要并进行了实验室防腐试验,实验数据表明:采用渗透剂及封闭剂对海水中钢筋混凝土进行防腐可取得较好的社会效益和经济效
益。
关键词:混凝土;防腐材料;试验;结果
1、引言
海洋水工结构物由于海水的腐蚀而缩短使用年限的问题近年来引起人们的广泛关注。
在海水中,氯离子含量较高,在深水港码头及跨海大桥等结构物长期浸泡在海水中,氯离子会慢慢地渗透到混凝土中,与钢筋表面发生电化学反应,使钢筋与混凝土结合面结构疏松,引起混凝土结构物被腐蚀破坏,导致缩短使用寿命。针对如何延缓混凝土结构物腐蚀速度的课题,进行了一定的可行性试验和研究,初步摸索出了“在混凝土外表面涂渗透剂和封闭剂等防腐材料,阻止Cl-的渗透,以达到延缓腐蚀,增加混凝土结构使用年限”的试验方案。
2、试验基本原理
在海洋介质中,海水中氯离子等渗透到混凝土中,使其与钢筋的结合面结构疏松而被腐蚀。试验中,在混凝土表面先后涂上渗透剂及封闭剂,以分别保护混凝土内部结构和表面结构,防止氯离子等海水中有害物质的侵蚀,起到耐碱、盐及防化学腐蚀的作用。
3、试验概要
3.1 主要试验仪器、设备
3.1.1 盐雾试验箱;
3.1.2 湿热试验箱;
3.1.3 离子活度计;
3.1.4 涂-4粘度计;
3.1.5 漆膜硬度测定仪;
3.1.6 漆膜耐腐蚀性能测定装置。
3.2 防腐剂的选择
本试验选HSC-Ⅰ型渗透剂和HSC-Ⅱ封闭剂混合作为防腐剂。
3.2.1经处理试件常规性能的试验
实验数据见表【一】
从表【一】的实验数据说明该防腐剂的优点是:粘度小,易施工;干燥时间短,可以大大提高工程进度;渗透深度大,附着力强,避免由于对结混凝土结构物的碰撞而使防腐层脱落,而影响其防腐性能。
3.2.2渗透剂和封闭剂配套性能的试验
复合层配套性〔拉开法〕:3.1MPa(执行GB5210-85标准);说明渗透剂、封闭剂本身有良好的附着力,且二者之间还有良好的配套性,满足要求。
3.3 试验方法
3.3.1试件的制备
试件采用160mm×40mm×20mm的水泥砂浆试块(水灰比为0.65),外表先后涂刷HSC-Ⅰ型渗透剂和HSC-Ⅱ封闭剂。
3.3.2试验内容
3.3.2.1经处理试件封闭性能的试验:浸泡于人工海水中30天;
3.3.3.2海洋模拟环境试验;
海水介质中的混凝土结构物,长期处于复杂的外界环境之中,例如:大气环境、浪溅环境,盐分含量高,油污成份高,PH值大于7,温湿度差异较大等,故模拟上述环境条件,作以下模拟试验。
湿热试验、盐雾试验、间浸试验(试验条件均以72和为一周期,在介质中全浸72和后取出,然后暴露在大气中放置72和,以此为一周期)、全浸试验、耐化学性能试验;试验周期为混凝土试件投入到介质中计为30天。
3.3.3试验结果
3.3.3.1经处理试件的封闭性能
表【二】的实验数据说明涂刷涂层与未涂刷涂层的混凝土试件Cl-含量明显不同,未涂刷涂层的试件,Cl-的渗透量很高,而涂刷涂层的试件,Cl-的渗透量很低,基本可以忽略不计,故防腐剂有很好的封闭性能。
3.3.3.2海洋模拟环境条件试验
由表 【三】实验数据说明,在耐盐、碱、油、盐雾、湿热试验及不同温度不同浸泡条件下的浸泡试验,试件均无起泡、无变色、无脱落现象。上述试验考虑到试验周期较短的实际情况,故加剧试验条件,增强腐蚀环境,加快腐蚀速度,但均无异常变化,取得了较理想的试验结果。
4、结论
根據以上试验结果,涂防腐材料的混凝土试件有如下性能:
1) SC-Ⅰ渗透剂对混凝土结构渗透深度为2.5mm,具有良好的渗透性能;HSC-Ⅱ封闭剂对混凝土结构物封闭性主要是阻止Cl-的渗透,相同试验条件下,涂刷防腐材料的混凝土结构物Cl-的渗透完全可以忽略不计,但未涂刷防腐材料的混凝土结构物Cl-的含量远大于正常条件下混凝土结构本身Cl-的含量,且渗透较深。
2) 透剂、封闭剂本身对混凝土结构物的附着力分别为:2.78Mpa、3.14Mpa,这一结果说明防腐材料本身对混凝土结构物具有良好的附着力;
3) 渗透剂与封闭剂之间的配套性能:3.1Mpa,大于渗透剂与混凝土结构物之间的附着力。
4) 在模拟工程实际情况的试验过程中,加剧试验条件,增快腐蚀速度,耐盐、耐碱、海水、盐雾、湿热性能及耐油性能试验,均无起泡、无脱落、无变色等;说明该防腐剂有效的防止了氯离子、碱、盐及化学等海水中有害物质的侵蚀,耐腐蚀性能较好。
所以,经渗透剂和封闭剂处理的混凝土适合于浪溅区、水位变动区等经常受到海水冲击与腐蚀的海工混凝土结构,可以延缓海水对混凝土结构物腐蚀,延长混凝土结构物的使用年限,使混凝土结构物的使用年限可以在原设计使用年限的基础上,延长10-20年。
参考文献:
1. 耐久性100年以上的高性能混凝土 《混凝土和水泥制品》 1998.8;
2. 混凝土及混凝土结构的耐久性 《施工技术》 1995.7
3. 氯离子渗透与高性能混凝土 《施工技术》 1995.8
4. GB1729-93、GB1723-93、GB1728-79(89)、GB5210-85、GB1763-79(89)、GB1765-79(89)、GB1771-79(89)、 GB1740-79(89)
益。
关键词:混凝土;防腐材料;试验;结果
1、引言
海洋水工结构物由于海水的腐蚀而缩短使用年限的问题近年来引起人们的广泛关注。
在海水中,氯离子含量较高,在深水港码头及跨海大桥等结构物长期浸泡在海水中,氯离子会慢慢地渗透到混凝土中,与钢筋表面发生电化学反应,使钢筋与混凝土结合面结构疏松,引起混凝土结构物被腐蚀破坏,导致缩短使用寿命。针对如何延缓混凝土结构物腐蚀速度的课题,进行了一定的可行性试验和研究,初步摸索出了“在混凝土外表面涂渗透剂和封闭剂等防腐材料,阻止Cl-的渗透,以达到延缓腐蚀,增加混凝土结构使用年限”的试验方案。
2、试验基本原理
在海洋介质中,海水中氯离子等渗透到混凝土中,使其与钢筋的结合面结构疏松而被腐蚀。试验中,在混凝土表面先后涂上渗透剂及封闭剂,以分别保护混凝土内部结构和表面结构,防止氯离子等海水中有害物质的侵蚀,起到耐碱、盐及防化学腐蚀的作用。
3、试验概要
3.1 主要试验仪器、设备
3.1.1 盐雾试验箱;
3.1.2 湿热试验箱;
3.1.3 离子活度计;
3.1.4 涂-4粘度计;
3.1.5 漆膜硬度测定仪;
3.1.6 漆膜耐腐蚀性能测定装置。
3.2 防腐剂的选择
本试验选HSC-Ⅰ型渗透剂和HSC-Ⅱ封闭剂混合作为防腐剂。
3.2.1经处理试件常规性能的试验
实验数据见表【一】
从表【一】的实验数据说明该防腐剂的优点是:粘度小,易施工;干燥时间短,可以大大提高工程进度;渗透深度大,附着力强,避免由于对结混凝土结构物的碰撞而使防腐层脱落,而影响其防腐性能。
3.2.2渗透剂和封闭剂配套性能的试验
复合层配套性〔拉开法〕:3.1MPa(执行GB5210-85标准);说明渗透剂、封闭剂本身有良好的附着力,且二者之间还有良好的配套性,满足要求。
3.3 试验方法
3.3.1试件的制备
试件采用160mm×40mm×20mm的水泥砂浆试块(水灰比为0.65),外表先后涂刷HSC-Ⅰ型渗透剂和HSC-Ⅱ封闭剂。
3.3.2试验内容
3.3.2.1经处理试件封闭性能的试验:浸泡于人工海水中30天;
3.3.3.2海洋模拟环境试验;
海水介质中的混凝土结构物,长期处于复杂的外界环境之中,例如:大气环境、浪溅环境,盐分含量高,油污成份高,PH值大于7,温湿度差异较大等,故模拟上述环境条件,作以下模拟试验。
湿热试验、盐雾试验、间浸试验(试验条件均以72和为一周期,在介质中全浸72和后取出,然后暴露在大气中放置72和,以此为一周期)、全浸试验、耐化学性能试验;试验周期为混凝土试件投入到介质中计为30天。
3.3.3试验结果
3.3.3.1经处理试件的封闭性能
表【二】的实验数据说明涂刷涂层与未涂刷涂层的混凝土试件Cl-含量明显不同,未涂刷涂层的试件,Cl-的渗透量很高,而涂刷涂层的试件,Cl-的渗透量很低,基本可以忽略不计,故防腐剂有很好的封闭性能。
3.3.3.2海洋模拟环境条件试验
由表 【三】实验数据说明,在耐盐、碱、油、盐雾、湿热试验及不同温度不同浸泡条件下的浸泡试验,试件均无起泡、无变色、无脱落现象。上述试验考虑到试验周期较短的实际情况,故加剧试验条件,增强腐蚀环境,加快腐蚀速度,但均无异常变化,取得了较理想的试验结果。
4、结论
根據以上试验结果,涂防腐材料的混凝土试件有如下性能:
1) SC-Ⅰ渗透剂对混凝土结构渗透深度为2.5mm,具有良好的渗透性能;HSC-Ⅱ封闭剂对混凝土结构物封闭性主要是阻止Cl-的渗透,相同试验条件下,涂刷防腐材料的混凝土结构物Cl-的渗透完全可以忽略不计,但未涂刷防腐材料的混凝土结构物Cl-的含量远大于正常条件下混凝土结构本身Cl-的含量,且渗透较深。
2) 透剂、封闭剂本身对混凝土结构物的附着力分别为:2.78Mpa、3.14Mpa,这一结果说明防腐材料本身对混凝土结构物具有良好的附着力;
3) 渗透剂与封闭剂之间的配套性能:3.1Mpa,大于渗透剂与混凝土结构物之间的附着力。
4) 在模拟工程实际情况的试验过程中,加剧试验条件,增快腐蚀速度,耐盐、耐碱、海水、盐雾、湿热性能及耐油性能试验,均无起泡、无脱落、无变色等;说明该防腐剂有效的防止了氯离子、碱、盐及化学等海水中有害物质的侵蚀,耐腐蚀性能较好。
所以,经渗透剂和封闭剂处理的混凝土适合于浪溅区、水位变动区等经常受到海水冲击与腐蚀的海工混凝土结构,可以延缓海水对混凝土结构物腐蚀,延长混凝土结构物的使用年限,使混凝土结构物的使用年限可以在原设计使用年限的基础上,延长10-20年。
参考文献:
1. 耐久性100年以上的高性能混凝土 《混凝土和水泥制品》 1998.8;
2. 混凝土及混凝土结构的耐久性 《施工技术》 1995.7
3. 氯离子渗透与高性能混凝土 《施工技术》 1995.8
4. GB1729-93、GB1723-93、GB1728-79(89)、GB5210-85、GB1763-79(89)、GB1765-79(89)、GB1771-79(89)、 GB1740-79(89)