混凝土表面防護(hù)對(duì)其耐久性的影響分析

王生炫

（中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)廈門宏業(yè)有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

隨著我國(guó)建筑工程規(guī)模和水平的不斷提升，人們對(duì)混凝土材料的性能要求日益增強(qiáng)，對(duì)混凝土耐久性問(wèn)題也越來(lái)越重視。建筑工程混凝土的耐久性性能不僅影響建筑物的使用壽命，也影響工程的使用質(zhì)量。要提高混凝土工程的耐久性，除了施工質(zhì)量外，還要分別關(guān)注混凝土材料強(qiáng)度等級(jí)、耐久性因素等，此外，對(duì)混凝土進(jìn)行表面防護(hù)，也是提高建筑物使用壽命的一大重要途徑。本文對(duì)防護(hù)涂料對(duì)混凝土碳化深度、氯離子擴(kuò)散系數(shù)、電通量、抗凍融等多方面耐久性能的影響進(jìn)行了分析研究。

1 試驗(yàn)準(zhǔn)備與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本文研究對(duì)象混凝土為工程常用C30、C40 兩種，配比如表1，其28d抗壓強(qiáng)度分別為：43.2MPa、52.7MPa。

表1 所用混凝土配比

本文所用混凝土防護(hù)涂料為兩種，a.自制水性環(huán)氧防護(hù)涂料，配比如下表；b.防水涂料：瓦克CREME C。

表2 自制水性環(huán)氧防護(hù)涂料配比

1.2 試樣涂覆方法：按標(biāo)準(zhǔn)成型混凝土，1d、2d、3d、4d 后分別在混凝土表面刷涂防護(hù)涂層，涂覆過(guò)程如表3 所示，每次涂覆涂料質(zhì)量相同。

表3 試樣涂覆防護(hù)涂層處理步驟

1.3 混凝土碳化深度、抗氯離子滲透性能、抗凍等級(jí)、抗?jié)B性試驗(yàn)方法參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50082-2019《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》 進(jìn)行。

2 試驗(yàn)研究

2.1 防護(hù)涂料對(duì)混凝土碳化深度的影響

對(duì)各等級(jí)混凝土試樣進(jìn)行碳化試驗(yàn)，結(jié)果如圖1 所示。

圖1 各試樣碳化深度

由圖1 可以看出，相比基準(zhǔn)試樣，有防護(hù)涂層的試樣各時(shí)間段碳化深度明顯降低，試樣1,2 碳化深度比試樣3 明顯降低，碳化時(shí)間超過(guò)15d 后，試樣1 碳化深度低于試樣2，說(shuō)明涂覆水性環(huán)氧涂料試樣的抗碳化性能明顯好于防水涂料。此外，混凝土強(qiáng)度等級(jí)高，其在28d 的碳化深度較低，但降低幅度明顯不如有防護(hù)涂層的。

2.2 防護(hù)涂料對(duì)抗氯離子滲透性能的影響

氯離子是引發(fā)鋼筋銹蝕的主要原因，抗氯離子滲透性能是影響混凝土材料耐久性的重要因素。對(duì)C30 與C40 兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土作為研究對(duì)象，分別分析了各試樣的氯離子擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散深度、電通量。為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，試驗(yàn)過(guò)程嚴(yán)格控制溫濕度。結(jié)果如下圖所示。

圖3 C30混凝土抗氯離子滲透平均深度

圖4 C30混凝土抗氯離子滲透擴(kuò)散系數(shù)

圖5 C30混凝土抗氯離子滲透電通量

圖6 C40混凝土抗氯離子滲透平均深度

圖7 C40混凝土抗氯離子滲透擴(kuò)散系數(shù)

圖8 C40混凝土抗氯離子滲透電通量

由上圖可知，混凝土抗氯離子滲透性能實(shí)驗(yàn)情況可以看出，涂刷防護(hù)涂料的試樣氯離子滲透系數(shù)、滲透深度明顯降低，水性環(huán)氧涂料的相比CREME C防水涂料能夠明顯阻礙氯離子的滲透。涂刷防護(hù)涂料試樣電通量小于基準(zhǔn)試樣，水性環(huán)氧涂料的相比CREME C防水涂料效果更明顯，混凝土電通量與其密實(shí)度相關(guān)，說(shuō)明水性環(huán)氧涂料提高了混凝土的密實(shí)度。

2.3 防護(hù)涂料對(duì)抗凍等級(jí)的影響

圖9 C30混凝土抗凍融性能

圖10 C40混凝土抗凍融性能

由上圖可以發(fā)現(xiàn)，涂覆CREME C的試樣抗凍等級(jí)相較基準(zhǔn)試樣未有提高，涂覆水性環(huán)氧涂料的試樣得到了明顯提高，且在涂覆了水性環(huán)氧乳液后再涂覆CREME C的試樣2性能最佳。

2.4 防護(hù)涂料對(duì)抗?jié)B性能的影響

圖11 C30混凝土抗水滲透高度

圖12 C40混凝土抗水滲透高度

由圖可以看出，有防護(hù)涂料試樣抗?jié)B透性能更好，涂覆水性環(huán)氧涂料的試樣抗?jié)B透性能明顯好于涂刷CREME C 的試樣。

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可以看出：涂刷防護(hù)涂料可提高混凝土的耐久性能，水性環(huán)氧涂料效果明顯好于防水涂料。原因是水性環(huán)氧涂料固化后形成致密的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能滲透入混凝土孔隙中，堵塞毛細(xì)孔，使混凝土表層更致密，從而有效阻礙二氧化碳、氯離子、水在混凝土中擴(kuò)散；瓦克CREME C 為硅氧烷化合物，能滲透入混凝土毛細(xì)孔中，并與混凝土上的硅羥基反應(yīng)交聯(lián)形成硅樹脂而附在混凝土表層，但硬度不高，不能很好堵塞毛細(xì)孔。

為提高混凝土工程耐久性，可在混凝土表面涂刷水性環(huán)氧涂料。

3 結(jié)果討論

1.混凝土涂覆防護(hù)涂料可以提高抗碳化性能、抗氯離子滲透性能、抗凍融性能和抗?jié)B性能。

2.涂覆自制水性防護(hù)涂料混凝土抗碳化性能、抗氯離子滲透性能、抗凍融性能和抗?jié)B性能明顯好于CREME C 防水涂料。