混凝土表面涂层抗腐蚀性能研究进展

降低腐蚀破坏对混凝土结构的不利影响是目前建筑工程领域普遍面临的一大难题。表面涂层可以隔绝或减缓外界腐蚀介质的侵入,提升混凝土结构在严酷环境下的耐久性。针对表面涂层防腐技术,简要介绍了几种常用的成膜型和渗透型防腐涂料,着重综述了这几种防腐涂料对混凝土结构的吸水性、抗氯离子渗透能力、抗碳化能力和抗冻能力的作用效果,旨在指导混凝土结构的腐蚀防控。     

渗透成膜型防护涂料对混凝土耐久性的影响

采用环氧树脂与低分子质量聚硅氧烷制备的渗透成膜型防护涂料对混凝土进行表面处理,通过渗透深度、氯离子扩散、冻融和碳化试验,研究了渗透成膜型防护涂料对混凝土耐久性的影响。结果表明,渗透成膜型防护涂料能够显著提高混凝土的抗氯离子渗透性能,增强其抗冻融破坏能力,明显降低其碳化速度和碳化深度,有效改善混凝土的耐久性。     

碳化对水泥混凝土内氯离子分布的影响

为合理评价钢筋混凝土腐蚀的氯离子含量,阐明碳化与氯盐复合作用下钢筋腐蚀的真实机理,研究了碳化对水泥石内氯离子分布的影响.结果表明:碳化作用下含氯盐水泥石非碳化区Friedel复盐衍射峰大量存在,而碳化区未见Friedel复盐衍射峰;碳化过程中Friedel复盐分解后产生的氯离子向非碳化区迁移和浓缩,氯离子在碳化区浓度降低,在碳化界面则明显升高.氯盐含量为1.0%(质量分数)的水泥石在碳化之前的氯离子分布比较均匀,其相对浓度峰值为68,碳化2周后峰值为151,碳化4周时峰值达到298,说明碳化与氯盐复合作用会显著降低钢筋腐蚀的初始氯离子含量,提高碳化界面的钢筋腐蚀概率,加快钢筋腐蚀速度.     

不同防护涂层提升混凝土耐久性能研究

为了研究不同防护涂层提升东北沿海地区混凝土耐久性的能力,选取环氧砂浆、聚氨酯及聚脲三种防护涂层对混凝土试件进行表面处理,并对其进行室内碳化试验、氯离子侵蚀试验、硫酸盐干湿循环试验及冻融循环试验,研究沿海地区混凝土结构表面涂覆防护涂层对混凝土耐久性的影响。试验结果表明:混凝土涂覆防护涂层后,可以有效地改善混凝土结构的抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能以及抗冻性能,提升混凝土结构的耐久性,从而延长其使用寿命;环氧砂浆、聚氨酯及聚脲三种防护涂层对混凝土耐久性能的改善效果不同,其中以环氧砂浆防护涂层的综合防护效果最优。     

渗透结晶型外表面涂层对混凝土耐久性的防护作用

外表面涂层是防护混凝土耐久性劣化的有效方法之一，可以防止水分子和有害介质的侵入。水泥基渗透结晶型材料具有良好的抗老化和抗侵蚀能力，在1．0kg／m^2的涂层厚度下，可能使混凝土的抗碳化性和抗氯离子渗透性大幅提高。     

正硅酸乙酯对水泥基材料性能的影响

对水泥基材料表面处理是提高其耐久性和服役寿命的有效方法之一,但是目前的表面处理方法存在各种弊端。采用正硅酸乙酯(TEOS)和常用的表面处理剂硅酸钠对水泥基材料进行表面防护,研究其对水泥基材料强度、吸水量、抗氯离子渗透性能和抗碳化性能的影响。结果表明,TEOS对水泥基材料的性能提升具有较好的作用;采用TEOS处理后,水泥净浆、砂浆和混凝土的强度提高率分别为20.8%、10.2%、12.5%;TEOS相对于硅酸钠能够更好地减小碳化深度、氯离子渗透性能和吸水量;采用TEOS处理后,碳化深度减少51.4%,氯离子渗透深度减少50.0%,吸水量减少55.5%。     

密封固化剂对混凝土性能的影响研究

研究分析了无机密封固化剂对混凝土物理力学性能、耐久性能和微观结构的影响。试验结果表明该密封固化剂可使混凝土的吸水率降低18%左右,摩氏硬度、抗压强度和耐磨性均有不同程度的提高。混凝土抗渗等级由P10提高到P14,抗氯离子渗透性和碳化性能得以明显提高。密封固化剂是通过毛细渗透作用和化学反应提高密实度,阻碍有害介质的侵入,从而提高混凝土耐久性。     

矿物功能材料改善混凝土氯离子渗透性的试验研究

对不同种类与掺量、以不同组合方式掺入的矿物功能材料对混凝土氯离子渗透性的影响进行了试验研究,结果显示：矿物功能材料对混凝土氯离子渗透性普遍有改善作用,单掺硅灰、粉煤灰、矿渣超细粉均明显改善了混凝土的抗氯离子渗透性;偏高岭土宜与硅灰组合叠加使用,适宜掺量在25％以下;不同矿物功能材料的组合叠加效果更加优于它们的单掺效果。对高性能混凝土的Cl^-渗透机理分析表明,矿物功能材料由于其功能效应和对Cl^-的初始固化(物理吸附)作用,从而提高了混凝土的抗氯离子渗透性能。     

核电站储罐腐蚀防护策略研究

核电站储罐主要用于储存酸碱、除盐水、油及放射性废液等,储存介质的作用是向核电站常规岛、核岛及BOP设备提供除盐水、密封水、化学水处理、润滑油及废液收集。核电厂储罐因腐蚀而导致储罐穿孔事件也时有发生,影响了核电的正常生产。核电站储罐类型、用途、储存介质种类繁多,需要根据储罐的材质及所处的腐蚀环境来选择合适的防护措施,主要针对核电站储罐不同介质环境下腐蚀原因分析及提出了相应腐蚀防护方法与策略。     

渗透型防护剂对不同龄期水泥基无机人造石防污性能的影响研究

通过防污测试的色差、微观形貌、高通量CT等测试手段,研究了在不同龄期使用渗透型防护剂对水泥基无机人造石的防污能力和表面形貌的影响规律。结果表明：在水泥基无机人造石水化过程中使用渗透型防护剂具有最佳的水化龄期窗口,在24～72 h内喷涂渗透型防护剂,水泥基无机人造石耐甲紫污染性能提高了41.7%;在7～24 h内喷涂渗透型防护剂,水泥基无机人造石耐食醋污染性能提高了33.0%。喷涂渗透型防护剂的最佳窗口期为7～72 h,在此窗口期喷涂渗透型防护剂可以有效提高水泥基无机人造石的耐污染性能。     

滨海土壤环境下混凝土方桩的耐久性

结合现场调研,对处于4种滨海土壤环境且常年浸没于地下水位以下的同一批钢筋混凝土预制方桩构件进行了检测,检测内容包括钢筋锈蚀情况,混凝土碳化,氯离子含量分布曲线等。结果发现土壤环境对氯离子含量的分布、碳化、钢筋锈蚀作用有重要的影响;土壤的透水性与混凝土遭受的侵蚀程度有直接关系,透水性越弱保护作用越明显;长期处于弱透水性土壤环境中且位于地下水位以下的钢筋混凝土。其受到的侵蚀会相对有所缓解。     

材料组成对海洋工程混凝土氯离子渗透性能的影响

以混凝土28d和90d龄期电通量为指标,研究了水灰比、矿物种类与掺量等材料组成对海洋工程混凝土结构抗氯离子腐蚀性能的影响。结果表明,90d龄期的混凝土电通量比28d龄期的小;水灰比越大,混凝土的电通量也越大,混凝土内部氯离子浓度也越高,应尽可能减少海洋工程混凝土的用水量;掺入粉煤灰可提高抗氯离子侵蚀性能,且适合的掺量在35%左右;硅灰的抗氯离子侵蚀性能较好,但成本较高,合适掺量在3%为宜;双掺粉煤灰硅灰能充分利用两者的优势,使混凝土的抗氯离子侵蚀性能得到较大提高。     

铝合金护栏的设计与研究

本文在确保铝合金隔离护栏原有的防护效果的基础上,开发研究了一种新型轻量化铝合金材质隔离护栏。该设计利用铝合金护栏全程组装无焊接的特点,采用铆接与角码的连接方式,其严密无缝的节点,更为的可靠与安全,从外形上看富有美观时尚且不易生锈的品质,并且铝合金自带绿色环保寿命长的特点也得到了充分的体现。     

防腐砂浆的防腐性能研究

针对建筑物表面混凝土剥落、碳化和钢筋锈蚀,从而严重影响混凝土建筑物的寿命和外观,甚至危及混凝土建筑物正常使用和安全的问题,开发了一种高强度防水防腐砂浆。首先,详细介绍了该种高强度防水防腐砂浆的性能,包括原材料组成和性能指标;其次,介绍了防腐砂浆的防腐试验情况,包括龄期对防腐性能的影响,以及浸泡时间对防腐性能的影响。     

基于温差发电的混凝土模拟液中钢筋阴极保护

采用温差发电片作为电源,混凝土模拟孔隙液作为介质,研究温差发电应用于钢筋阴极保护的可行性.结合半电池电位、线性极化、Tafel曲线和电化学噪声,分析了温差发电单元对钢筋进行阴极保护的效果.结果表明:温差发电单元具有与直流电源相同的电学性能,内阻不会随着两端温差变化而明显变化;在阴极保护系统中温差发电单元具有很好的稳定性,实施阴极保护可以使钢筋电位负移至保护电位;阴极保护后钢筋的腐蚀速率大大减小,从腐蚀状态进入热力学稳定状态而得到有效保护.     

钢筋混凝土的防水处理

介绍了混凝土防水处理技术的发展状况。论述了防水处理对侵蚀环境中的钢筋、预应力钢筋混凝土结构的保护作用。以及防水处理在混凝土表面形成氯离子隔离层的情况。防水剂的渗透深度和硅烷含量是防水处理的两个重要参数，渗透深度与接触时间有关，延长混凝土与防水剂的接触时间或采用新型的乳液、凝胶等防水剂，都能使渗透深度达到10mm以上。防水处理后的混凝土吸水系数不到原来的十分之一。为了检测混凝土防水处理效果，将处理与未处理的混凝土浸入海水之中28天，之后测量混凝土中氯离子含量分布，防水处理建立的氯离子隔离层具有优越的抵抗氯离子渗透性。     

钢筋混凝土结构腐蚀控制方法研究进展

阐述了钢筋混凝土结构腐蚀控制对提高结构耐久性的重大意义及结构腐蚀的机理。以腐蚀流程为基线,从混凝土防护和钢筋防护两大方面探讨了腐蚀控制的方法。重点介绍了混凝土涂层防护技术,特别是近几年发展起来的玻璃鳞片防腐蚀涂层、纳米复合防腐涂料涂层、互穿网格结构防腐涂料涂层和聚脲防护涂层技术;以及钢筋腐蚀防护中的迁移型阻锈剂、环氧/镀锌复合涂层、阴极保护及纤维塑料筋的应用。提出腐蚀防护中,结构自身性能是基础,附加措施是重点手段,混凝土防护涂层提供全面防护,针对环境进行钢筋保护的防腐思路。     

迁移型阻锈剂对碳化混凝土耐久性的维护作用

基于迁移型阻锈剂的已有研究成果,包括其基本原理、物理性能、渗透机理、渗透性能、阻锈机理、阻锈性能及其对混凝土特性的影响等,设计完成了碳化混凝土中迁移型阻锈剂对钢筋的保护性能试验;通过对试验结果的研究,讨论了混凝土碳化条件下以及碳化且氯离子侵蚀同时发生条件下,迁移型阻锈剂对混凝土构件耐久性的维护作用及对混凝土碳化速率和混凝土孔隙溶液液相碱度的影响;分析了混凝土碳化条件下迁移型阻锈剂维护钢筋钝化状态的作用机理,并总结了不同施用方法对迁移型阻锈剂作用效果的影响。试验结果表明:迁移型阻锈剂通过在钢筋表面形成保护层保护钢筋,其作用效果与碳化层深度、氯离子含量及施用方法有关;碳化层尚浅时施用迁移型阻锈剂,可以成功保护钢筋不受腐蚀;迁移型阻锈剂与混凝土的碳化速度并无直接关系。     

碳化作用下再生保温混凝土内部钢筋锈蚀程度分析

考察了在碳化作用下再生保温混凝土(RATIC)内部钢筋的锈蚀程度。设计了3组再生保温钢筋混凝土构件。在3组试件分别经过28、56、90 d的碳化作用之后,分别对其劈裂面喷涂酚酞试剂研究其碳化深度;之后在无损的状态下采用半电位法测量分析试件内部钢筋的腐蚀区域所占百分比;最后用盐酸洗涤试件内部钢筋,计算钢筋失重率,定量的分析试件内部钢筋受腐蚀情况。研究结果表明:随着碳化龄期的增长,RATIC的碳化深度也逐渐加深,当碳化深度超过保护层厚度的时候,钢筋附近混凝土p H值下降,锈蚀速度也逐渐加快;RATIC试件内部钢筋的腐蚀活动所占区域也随着碳化龄期的增长而不断增大,但试件内部钢筋的质量失重率较低,受腐蚀程度较浅。即RATIC对试件内部钢筋有着较好的保护作用。