混凝土结构常见的腐蚀因素及防腐措施.docx

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1、混凝土结构常见的腐蚀因素及防腐措施目录?前言1?造成混凝土结构腐蚀的因素2?水对混凝土的破坏一水对混凝土结构破坏的5种方式22. 1. 1.碳化22. 1.2.氯化物攻击32. 1.3.硫酸盐攻击32. 1. 4.碱一骨料反应(AAR)32. 1. 5.冷冻/解冻循环4?二氧化碳对混凝土的破坏4?氯离子对混凝土的破坏4?酸雨对混凝土的破坏5?传统混凝土防护涂料的特点和不足5?新型混凝土防护涂层应运而生54. 1.概述6? ?TBEST纳米有机硅混凝土防护涂层-M36?适用范围7?产品特性7?聚合物混凝土防护涂层-HC85. 1. 概述8? ?适用范围9?产品特性9?总结10前言混凝土结构的发展

2、极为迅速，尤其是在我国取得了惊人的成就。混凝土结 构的优异性能毋庸置疑，然而其耐老化，抗腐蚀能力却一直是让建筑行业头痛 的问题。无论是对国内还是国外而言，每年由于混凝土腐蚀所带来的维修费用 都是一笔不小的数字，为了建筑物的安全以及建筑的可持续性发展，混凝土的 防腐处理刻不容缓。图1混凝土结构遭受腐蚀造成混凝土结构腐蚀的因素混凝土是一种多孔性的材料，二氧化碳、水、氯离子、石油等腐蚀因子能 够轻易通过混凝土中的孔隙渗透进混凝土内部，从而对其造成腐蚀。同时，混 凝土的脆性使其在各种因素影响下都易产生细微裂缝。细微裂缝一旦形成，腐 蚀因子在混凝土中的渗透速度将大幅提高，显著降低混凝土结构的使用寿命。水

3、对混凝土的破坏一水对混凝土结构破坏的5种方式为确保混凝土结构的使用寿命不会因水的侵入而减少，必须采取预防措施。 第一步是准确了解水如何破坏混凝土。2. 1. 1.碳化新型混凝土为钢筋提供了出色的防腐蚀保护。这是因为在新混凝土中存在 游离石灰（氢氧化钙）会产生高碱性环境，导致在钢筋周围形成“钝化”层。该钝 化层可保护钢材并防止氧化和腐蚀。随着时间的推移，碳酸从大气中的二氧化 碳将游离石灰转化为碳酸钙，直至达到钢筋的深度。碳酸混凝土具有较低的PH 值，这会破坏钝化层。一旦水和氧气进入，钢中的铁就会氧化成氧化铁（锈），其 体积大于原铁。这种膨胀的力量使混凝土破裂，导致加速腐蚀和变质。具有低渗透性的耐

4、用混凝土减缓了碳化速率并防止了腐蚀发生所需的水渗 透。2. 1. 2.氯化物攻击导致钢筋混凝土腐蚀的因素有三个：离子转移电解液（水），电子转移导体（钢 筋）和氧气。仅消除这些因素中的一个将防止钢筋的腐蚀。这就是为什么你会发 现干混凝土几乎没有腐蚀的原因。即使在存在水和氧气的情况下，加强件周围 的钝化层也可以保护钢材免于氧化多年。但是，如果存在氯离子，情况会完全 改变。氯化物使钢筋周围的被动保护层不稳定。一旦剥离该保护层，就可以开 始腐蚀。混凝土通常通过海水或道路除冰盐暴露于氯化物中。氯离子不是腐蚀 过程的一部分，但它有利于腐蚀的电化学过程，这需要阳极（电子源），阴极（电 子目的地）和导电溶液，

5、或电解质。氯离子起到极化金属的不同区域并增加导电 性的作用。2. 1.3.硫酸盐攻击硫酸盐溶液以两种方式侵蚀混凝土：1）化学或物理上的。在溶液中，它会导致水泥的化学变化，从而削弱水泥 浆和骨料之间的粘合，这导致大量的开裂和磨损；2）硫酸盐溶液也会通过多孔混凝土中的结晶和再结晶导致损坏，导致膨胀 和开裂（物理盐侵蚀）。这两个过程都是高硫酸盐土壤和地下水的结果，但也可能是大气或工业水污染 或海水造成的。2. 1. 4.碱一骨料反应（AAR）某些聚集体可随时间与混凝土中的碱金属氢氧化物反应，通过膨胀和开裂 导致混凝土缓慢变质。这可能会直接造成严重损坏，并且由此产生的裂缝是水 进入导致钢筋腐蚀的邀请。

6、有两种形式的碱-骨料反应，碱-硅反应(ASR)和碱-碳酸盐反应 (ACR)。ASR更常见，因为大多数聚集体含有反应性二氧化硅材料，而ACR很少 见。在ASR中，聚集体中的二氧化硅与混凝土中的碱金属氢氧化物反应并形成 凝胶，当它吸收周围的水泥浆或水进入混凝土时会膨胀。由于凝胶吸收水分， 膨胀会导致膨胀压力并导致损坏。在存在大量水分或水的区域中开裂通常表明 ASR正在发生。2. 1. 5.冷冻/解冻循环冷冻/解冻循环可导致恶化到非空气夹带混凝土。冷冻水的体积比液态水多 9%o如果混凝土中没有空间允许膨胀，则会使混凝土遇险并导致发丝裂缝。每 次融化都允许更多的水渗透裂缝，每次冻融循环都会增加发丝裂缝

7、的数量和大 小，从而导致更大的破坏。冻/融损坏的迹象包括混凝土表面的剥落和结垢，表面平行裂缝或暴露的骨 料。二氧化碳对混凝土的破坏混凝土是一种碱性材料，随着空气中二氧化碳的不断渗透，混凝土的PH值 会逐渐下降。在此过程中，不仅钢筋的钝化膜会逐渐失效，产生钢筋锈蚀，而 且，二氧化碳与混凝土中的Ca(OH)新产生的CaCO为不可溶性盐，会使混凝土 发生严重的体积膨胀，从而对混凝土结构造成破坏。止匕外，在石化、冶金等行 业，其厂区内的二氧化碳浓度普遍高于环境的二氧化碳浓度，因此，这些行业 的混凝土结构建筑更加需要严格的防碳化处理。氯离子对混凝土的破坏氯离子腐蚀是目前最严重的混凝土腐蚀形式。氯离子广泛

8、存在于海港码头、 跨海大桥等。另外，在铁路公路等领域中，融雪盐的使用也会带来严重的氯离 子腐蚀。氯离子对混凝土的腐蚀主要体现在两方面。第一，它具有极强的去钝 化能力，氯离子渗透到钢筋表面时，能够迅速降低钢筋表面的PH值，使钝化膜 逐渐失效，催化化学反应，加速钢筋锈蚀。第二，氯离子还能够在混凝土中形 成CaCb这些晶体中含有大量的结晶水，从而导致混凝土产生结晶膨胀，对混 凝土造成严重破坏。酸雨对混凝土的破坏酸雨是酸对混凝土腐蚀最直接的形式，它不仅能够冲刷混凝土表面，溶解 水化产物，造成钢筋锈蚀，骨料裸露，而且酸雨造成的酸性土壤也会间接地对 埋地输油管道、城市综合管道等地下混凝土设施造成严重腐蚀。

9、止匕外，硫酸不 仅能够直接腐蚀混凝土，而且硫酸根离子也会与混凝土中的氢氧化钙形成钙巩 石结晶。钙巩石是水泥水化产物的成分之一，它在碱性条件下是一种针状结构, 但在酸性条件下，钙巩石晶体吸收更多的水，体积膨胀，形成板条状晶体。这 种晶体的体积一般是水化产物体积的2-3倍，因此，它会使得混凝土内部产生 内应力，造成混凝土损害。?.传统混凝土防护涂料的特点和不足传统溶剂型涂料主要是指以表面密封和表面成膜来达到防水防腐效果的涂 料，如环氧树脂涂料、丙烯酸树脂涂料等，这类涂料一般使用有机溶剂作为分 散介质，涂层有一定的厚度，能达到丰满、光泽的效果，通过对混凝土表面封 闭来阻隔外界水分及有害物质入侵，从而

10、达到防护效果。由于混凝土内部的水 分和空气无法通过涂层进入，而聚集在涂层附近，因此容易导致表面涂层鼓包 和开裂。当此类涂层暴露在阳光下时，在紫外线作用下，容易老化，耐候性较 差，一般在外部暴露一段时间后会开裂、剥落，失去防护效果。图2传统涂料开裂、剥落?.新型混凝土防护涂层应运而生4.1.概述针对混凝土的腐蚀，我们可以采取的技术措施主要分为两类：第一类，从混凝土自身的角度去考虑，即提高自身的防护能力，譬如说 采用抗裂性高的混凝土，以此增强抵御氯离子侵蚀、钢筋锈蚀等的能力；第二类，通过外物，譬如说采用防腐涂料来进行隔水防水处理。 已有结构的混凝土腐蚀很显然不能采用第一类的方法，所以对比来看，第二

11、类 方法更为实用、方便些。具体措施如下：?. 2. TBEST纳米有机硅混凝土防护涂层-M3佰思特纳米有机硅混凝土防护涂层-M3技术因其防腐效果好，施工工艺简 单，已被欧美等国大量使用。纳米有机硅混凝土防护涂层-M3用的涂料是有机 硅类涂料，浸渍过程是通过将有机硅材料直接涂于混凝土表面，小分子的硅烷 穿过混凝土表面，渗透到混凝土内部，与混凝土内部的水分子发生水解脱醇反 应生成羟基硅烷，羟基硅烷继续反应脱掉水分子，缩合形成硅树脂，而硅树脂 的羟基能紧紧抓住混凝土。佰思特纳米有机硅混凝土防护涂层-M3具有的小分子结构可穿透胶结性表 面，渗透到混凝土内部与暴露在酸性或碱性环境中的空气及基底中的水分子

12、发 生化学反应，形成一斥水处理层，从而抑制水分进入到基底中。产生防水、防 Cl-抗紫外线的性能且具有透气性。可有效防止基材因渗水、日照、酸雨和海 水的侵蚀而对混凝土及内部钢筋结构的腐蚀、疏松、剥落、霉变而引发的病变, 提高建筑物的使用寿命。经保护的基材具有良好的斥水性，并保留原有的外观。 碱性环境如浇注不久的混凝土，会刺激该反应并加速斥水层的形成。图3纳米有机硅混凝土防护涂层工作原理?. 3.适用范围硅烷涂层主要用于混凝土防腐，不具备装饰作用，因为它涂在混凝土表面 是透明的，不会改变混凝土的颜色外观。浸渍在混凝土表面和一定深度的硅烷 为小分子聚合物，不会堵住混凝土的毛细孔，使混凝土保持透气性能

13、；同时硅 烷在混凝土内部反应后形成憎水层，能够防止外部水分进入混凝土，从而有效 防止渗水、酸雨、海水等对混凝土和内部钢筋结构的腐蚀，提高混凝土结构的 使用寿命。硅烷浸渍适用于各类钢筋混凝土结构中，如机场道面、高速公路、 商业建筑（高档建筑物的内外墙面及屋面和地面）、停车场、车库、库房和冷库、 游泳池、桥梁结构、港口码头、海工等，特别适用于在恶劣环境中使用的高标 号混凝土结构，受盐雾、化冰盐侵蚀的公路、立交桥、电线杆、污水处理厂的 污水处理池、垃圾填埋场、温差极大的高原地区等。?. 4.产品特性1）能渗透进混凝土约3-4mm深；2）能明显降低混凝土结构的吸水率和氯离子腐蚀；3）能防水透气，不会发

14、生涂层鼓泡、剥落；4）能有效处理0.2mm以下的微裂缝；5）不改变混凝土原有外观；6）优异的耐碱性和耐久性，防护寿命达IO-15年，尤其适用于立面和顶面 施工，施工损失少，节约原材料成本；7）混凝土做好渗透、防水保护后，可以继续做涂料装饰或清水混凝土保护, 产品技术先进、施工方便，已得到国家权威机构推荐，工程应用案例遍布全国。图4使用前后对比?.聚合物混凝土防护涂层-HC5.1.概述聚合物混凝土防护涂层是用纳米级聚合物混合树脂，形成乳胶性树脂核心 结构。这种结构在物理性能及耐气候性方面优于原有的水溶性涂料。此涂料利 用金属醇盐进行水解和缩聚反应（脱酒精反应、脱水反应），形成涂层。该聚合物 混凝

15、土防护涂层材料，可以用于维护暴露于恶劣环境的各种混凝土结构，并且 可以长时间防止修补后的混凝土结构再次破坏，且不含有有机溶剂，对环境无 污染，既具备优秀的防腐效果，又有良好的耐久性能，能抵抗紫外线照射和化 学品侵蚀，能通过对混凝土色差的修饰，使建筑达到统一协调的整体效果，从 而营造出一种高级、干净的混凝土质感。此材料抗压强度、抗折强度、粘结力、抗拉强度等物理性能提升明显，室 外老化率没有明显变化，耐久性进一步增强，耐酸、耐碱、耐候性优良，能够 抵御雨雪侵蚀。涂刷后固化时间快，且由于其以薄膜结构涂覆，因此具有可以 防止水害的进一步侵蚀，同时提高了粘附性，使得材料在使用过程中不易脱落, 并时还可以提高抗冻融性，能够有效降低由于冰、雪等导致的混凝土病害的恶 化速度。降低了日后维修工作的成本。?. 2.适用范围1）交通相关设施水泥护栏、桥梁、高架桥、隧道、混凝土路面、地下道、汽车站、机场、 港湾-海洋设施的外墙等混凝土立面需要防护的面层。2）建筑土木设施公共住宅、各种大楼、教育设施、体育设施、公共区域及各种设施的外墙3）工厂、储藏设施食品厂、制药厂等各种工厂、成套设施、谷物仓库和冷库、各种混凝土建 筑的外墙?. 3.产品特性1）本品抗压强度、抗折强度、粘结力、抗拉