一种提高桥梁混凝土耐久性的新型涂装体系.docVIP

一种提高桥梁混凝土耐久性的新型涂装体系 ???钢筋锈蚀； ???碱骨料反应； ???冻融循环； 1，钢筋锈蚀 锈蚀是金属铁发生氧化的电化学过程，生成氧化铁。氧化铁的体积比金属铁大，因此钢筋锈蚀会导致混凝土开裂。而开裂又使得水、二氧化碳和盐更容易进入到混凝土结构内部，从而又加速了钢筋锈蚀的速度。 钢筋锈蚀需要水和氧气同时存在。当混凝土结构内部的相对湿度达到40%时，锈蚀就开始了，相对湿度达到70-80%时，锈蚀速度达到最大。当相对湿度超过70-80%或整个混凝土结构完全浸没在水里时，由于氧的供应量不足，因此锈蚀速度反而下降了。另一方面，氯离子的存在会加速锈蚀速度。 碳化反应主要是水泥中的石灰，大气中的二氧化碳和某些酸性物质，如二氧化硫和二氧化氮之间的反应。这个中性化反应的结果导致混凝土pH值的下降，使得钢筋表面的钝化膜逐步丧失而引发钢筋锈蚀。同时碳化反应也会加剧由于氯离子渗入而导致的锈蚀。 2，冻融破坏 冻融循环使混凝土中的水结冰膨胀而产生张力，从而导致结构开裂。通过加入引气剂，使得混凝土结构内部形成大小合适的气穴可以有效地减少冻融对混凝土的破坏。没有加入引气剂的混凝土常常需要维修与保护，防止冻融循环造成的破坏。 3，碱骨料反应 碱骨料反应是指水泥水化中的碱性物质与骨料中可反应的化学成分之间发生化学反应。一般来说主要有两类碱骨料反应：碱-碳反应：碱性物质与含有碳酸盐类物质的骨料（如白云石等）发生化学反应；另一类是碱-硅反应：碱性物质与含硅酸盐类物质的骨料（如蛋白石和硅酸石灰石等）发生化学反应。碱骨料反应的结果是在水泥骨料表面发生膨胀性断裂，从而导致混凝土结构开裂。但是碱骨料反应的充分必要条件也是要有水份的参与，因为骨料上生成的凝胶遇水才会发生膨胀。比起由于钢筋锈蚀而导致的病害和开裂，碱骨料反应的过程要慢的多。 以上对混凝土病害的分类只是很多种混凝土病害分类方法的一种。然而，对各种分类方式都有一个共同的标准。当混凝土结构处在极端的工作环境中时，其微观结构特征对混凝土病害而言是至关重要的，著名混凝土专家Mehta 先生对微观结构与混凝土耐久性之间的关系有如下论述：“从长远角度看，混凝土的可穿透性或可渗水性是唯一与耐久性直接相关的特性。有大量的事实证明，如果混凝土结构完全不可穿透或完全不渗水，则那些病害，包括钢筋锈蚀、碱骨料反应和冻融破坏根本就不会发生。” 对于提高混凝土的结构的渗透和扩散能力我们固然可以从混凝土的配合比优化来着手提高混凝土的密实度，但是另外一种行之有效同时又被业界广泛认可的方法就是通过涂装来提高混凝土结构的耐久性。但是由于种种原因，目前国内使用的混凝土桥梁的涂装保护产品主要从钢结构的涂装产品引伸过来的。适合混凝土桥梁结构特点的涂装体系还很少。那么适合混凝土桥梁涂装产品体系的特点要求主要有哪些？ 1：涂装体系要与混凝土结构的适应性即兼容性良好; 2：抗返碱性好和基底的粘接强度要高； 3：能够适应桥梁混凝土结构的动荷载要求； 4：要具备单向可呼吸性能，不能造成结构内有害水蒸气毛细压力的积累； 5：具备一定的装饰功能，具有一定的光泽度和平滑性，还有较好质感和手感，也可以增加层次感和立体感。 6：具备保护功能：保护桥梁混凝土结构不受日晒、风吹、雨淋、冻融循环和各种有害化学介质以及微生物的侵蚀。 以下指标对涂装保护材料是关键性指标： ???耐久性； ???水汽透过性； ???抗水和盐的渗透性； ???抗二氧化碳渗透性； ???桥联裂缝的能力。 以上这些指标并不是按重要性大小的顺序排列的，对这些指标的要求和重要程度与涂装材料功能和使用目的有密切的关系。例如，如果涂装的目的是防止水和二氧化碳的渗透从而起到保护混凝土作用，则水汽透过性，抗二氧化碳渗透性和桥联裂缝的能力是最重要的指标。 1、耐久性 所谓耐久性，这里指的是涂装材料或密封剂涂刷后，可以在多长时间内对混凝土结构起到有效的保护，即涂装材料或密封剂的使用寿命究竟有多长。耐久性与材料的种类、被保护的混凝土结构所处的工作环境以及涂装材料与被保护基层间的物理化学性能的相互作用有关。 材料本身的耐久性和其抵御化学侵蚀的能力（如抗紫外线能力，耐摩擦能力和弹性等）一般是可以精确地确定的。但是，为什麽有时候这类保护还会失效呢？除了材料选择有误、表面清理不彻底等明显的原因外，导致保护涂层过早失效的原因往往是由于涂装材料的物化性能与被保护的混凝土结构不兼容造成的。 2、水气透过性 使结构中的水汽穿过涂层的能力称为水汽透过性。所有的涂装材料都会降低混凝土的水汽透过性，但问题是“所要求的最小的呼吸性到底应该是多少？或者说涂装材料将潮气封闭在混凝土结构中的最大程度是多少？在回答这个问题之前，我们应该认识到水汽透过性是在平衡状态下测得的，因此，其结果只能用来进行不同材料间的比较。同时，也应该注意到一个