混凝土的防护

  

     钢筋混凝土结构的腐蚀破坏，总是先从外界有害介质对混凝土的腐蚀开始，继而发展到钢筋受腐蚀而导致结构破坏。混凝土结构的好坏与钢筋腐蚀有着极为密切的关系。因此，控制混凝土质量、建造优质混凝土结构，是防止混凝土中钢筋腐蚀的有效方法。

 

    改变水泥熟料的矿物组成

    减少熟料中的铝酸三钙含量、增加铁铝酸四钙含量，可提高水泥的抗硫酸盐性能。因为铁铝酸四钙的水化产物为水化铝酸钙和水化铁酸钙的固溶体C3（A,F）H6,抗硫酸盐性能比C3AH6好。

    有文献使用硫铝酸盐水泥能显著提高水泥石的抗蚀能力：贝利特-硫铝酸钡钙水泥的抗渗能力较强，尤其是石膏掺量10%时，抗渗性最好，且其渗水曲线比较平稳。贝利特-硫铝酸钡钙水泥具有良好的抗硫酸盐侵蚀能力，其抗蚀系数均大于1,且随石膏掺量的增加，抗侵蚀能力逐渐增加。

    添加矿物掺合料

    通过添加矿物掺合料能够减少水泥的用量改变水泥石的氢氧化钙的含量。矿物掺料中含有大量活性SiO2及活性Al2O3,它们能和水泥水化过程中产生的氢氧化钙产生二次反应，生成低碱水化硅酸钙，从而消耗了水泥中氢氧化钙，使其在水中的溶析速度显著降低，并使钙矾石的结晶在液相氧化钙浓度很低的条件下形成，使膨胀特性缓和，使水泥石结构更为致密、降低渗透性。研究表明，粉煤灰、矿渣、硅灰等矿物掺合料可显著提高水泥材料的抗硫酸盐侵蚀能力。矿渣水泥中矿渣含量的多少以及火山灰水泥中火山灰含量的多少对材料的抗酸盐蚀性能有明显的影响。例如在三峡工程中就利用添加粉煤灰来提高混凝土的耐久性。

    应尽量避免使用CaCl2掺合剂， 如果必须添加CaCl2,其用量应保持最低，最好同时使用防锈剂。对于预应力混凝土及高湿度环境中的混凝土，则不允许使用CaCl2掺合剂。同时还要控制混凝土内部有害化学物质含量。混凝土内部硫酸盐含量参照我国建设部标准及我国《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268-96），规定粗集料和细集料中硫酸根离子含量不得大于其重量的1%,拌和水中硫酸根离子含量不得大于其重量的0.22%.氯离子含量参照我国《水运工程混凝土施工规范》（JTJ 268-96）及美国 ACI201 标准，规定处于氯盐直接作用下的钢筋混凝土，其氯离子限值0.15%;预应力混凝土氯离子限值为 0.06%;一般钢筋混凝土氯离子限值为 0.35%。

    混凝土表面涂覆防护

 

 

    涂层可以把混凝土结构与外界腐蚀环境隔绝，对于保护混凝土本身、保持碱度和防止腐蚀介质的渗透是十分有效的。它不仅可以应用到新建建筑，还可以应用到已有建筑的修复中，既可起防护作用，还可用作装饰。

    （1） 常用的混凝土防腐涂料

    目前广泛应用的防腐涂料有环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂及氯化橡胶等，它们都有优良的防腐性能。沥青也是一种较好的涂层材料，在桥面上铺设沥青，实际上也可以起到一定的涂层保护的作用。

    （2）混凝土防腐涂料发展趋势

    随着世界各国环保法规的确立和环保意识的增强，出现了许多有发展前景的高性能、环保型新涂料新技术。

    ①纤维增强材料

    纤维织物用粘接材料（环氧树脂或乙烯醇树脂）粘贴于结构表面，利用纤维良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度，以达到对结构及构件加固补强的目的。目前流行碳纤维加固修补混凝土技术，但它施工复杂，在修复措施中成本最高。

    ②渗透型保护材料

    有机硅等渗透型保护材料喷涂在混凝土表面后能渗入混凝土毛细孔中，形成一定厚度的填充封闭层，可提高混凝土的密实度，防止内部钢筋锈蚀。但这种材料无弹性和韧性，使用前必须严格表面处理。

    ③喷涂无溶剂聚脲弹性体技术（简称SPUA）

    SPUA是国外近十年来刚刚兴起的一种新型修补材料。SPUA具有优异的综合力学性能：耐候性好、耐冷、热冲击，对湿度和温度不敏感；它还可以加入各种颜料制成不同颜色制品，可掺入其它填料如短玻璃丝纤维等对材料进行增强；快速喷涂、现场固化。然而国内产品价格比同类产品贵。传统的涂料尽管有价格优势，但质量和使用寿命却受到限制。对于大型维护工程来说，SPUA 材料性能优异和施工高效，从长期效益看，很容易弥补原料的高成本。

    混凝土表面酸性处理

    对混凝土面进行天然或人工的碳化，可以明显地提高砼的抗蚀性，其处理是一次性的。用盐溶液，甚至低浓度的酸溶液处理混凝土，使其表面生成一层难溶解的钙盐，以提高混凝土的抗蚀性。如用氟硅酸处理混凝土表面：

    3Ca（OH）2+H2SiF6=3CaF2+Si（OH）4+2H2O

    提高混凝土的密实度和抗渗性

    混凝土是一种多孔性材料，气相介质主要是通过孔隙渗入到混凝土内部进行腐蚀的，而高密实度的混凝土的渗透性很低，能阻止腐蚀性介质的渗入。

    密实度高，混凝土与环境水接触的面积小，因而混凝土的抗渗性强。严格控制混凝土浇注时的水灰比，是控制混凝土孔隙率最有效的技术措施。加入适量减水剂、膨胀剂可改善混凝土的抗蚀能力。减水剂可在不改变和易性的情况下，减少用水量；膨胀剂可避免混凝土干缩时产生裂纹。