丙乳砂浆在钢筋混凝土防碳化中应用及其效果.docVIP

丙乳砂浆在钢筋混凝土防碳化中应用及其效果 　　【摘要】钢筋混凝土的碳化问题是水工建筑物管理中的难度，现在宿县闸枢纽节制闸工程中也应用了丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆封闭混凝土表面防碳化，实际效果表明，丙乳砂浆是钢筋混凝土防碳化的较理想涂料。本文对丙乳砂浆封闭施工的方法进行了详细介绍，并给出了碳化破坏时间的计算方法。 　　【关键词】钢筋混凝土 ；防碳化；工艺；丙乳砂浆 　　Abstract: This paper described acrylic emulsion mortar closed construction method in detail, and gives the calculation method of the carbonation failure time.Key words: reinforced concrete; anti-carbonation; process; acrylic emulsion mortar 　　 　　中图分类号TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 　　 钢筋混凝土强度高、耐腐蚀、寿命长，是理想的水工建筑物结构，在我们淮北平原一带，宿县闸是首例使用丙乳砂浆进行防碳化处理的工程。宿县闸于1966年底开工，1970年5月基本建成。经过30余年的运行，闸墩碳化最大深度达到20mm。虽经多次整修，主体工程仍出现很多问题。经安全鉴定，该闸已属三类险闸。设计要求闸墩进行防碳化处理，清理厚度20mm,丙乳砂浆厚度20mm 。 　　60年代以来钢筋混凝土才逐步普及，目前已普遍被采用，成为我国水利工程中使用最普遍、数量最多的建筑结构。钢筋混凝土虽然具备上述优点，但不足的是碳化反应破坏保护层，使钢筋锈蚀，影响工程寿命，所以研究探讨防止或延缓钢筋混凝土碳化的方法已成为当前水利工程管理中的当务之急。我国南方地区已经利用丙乳砂浆封闭混凝土表面，切断水和空气侵入的通道，对延缓碳化过程、防止碳化起到了显著的作用，但在北方地区尚未应用。 　　1、混凝土碳化机理及丙乳砂浆封闭的作用 　　 所谓碳化，就是混凝土受到空气中二氧化碳的侵蚀作用，导致钢筋锈蚀、混凝土破坏的过程。混凝土是由水泥、砂、碎石和水混合凝固后的建筑材料。水泥水化后主要产物是氢氧化钙Ca（OH）2，它使混凝土呈碱性，PH值为12~14。钢筋在碱性介质中，表面形成钝化膜，对钢筋起到保护作用。而空气中的二氧化碳通过混凝土表面的裂隙进入混凝土中与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，降低了混凝土的碱性，当PH值降低到11时，钝化膜开始破坏，使钢筋直接接触到水和空气而发生锈蚀，产生氢氧化铁Fe（OH）2，体积增加2~3倍，在混凝土内部产生膨胀应力，使混凝土保护层胀裂，加剧了水和空气的渗入，促使钢筋进一步锈蚀，因此恶性循环，导致混凝土剥落，直至破环。 　　使用丙乳砂浆封闭混凝土表面不但与老混凝土粘结好，强度高，而且由于聚合物胶乳形成的薄膜填充了浆体中的孔隙，切断了与外界的联系的通道，改善了其物理组织性能，因而起到抗渗、抗碳化、抗有害离子侵入等作用。丙乳砂浆是目前比较理想的保护密封材料。 　　2、碳化破坏时间的计算 　　 混凝土中的钢筋并非从碳化开始就锈蚀，而是在碳化深度达到钢筋位置时（即超过保护层厚度），钝化膜开始破坏，钢筋开始锈蚀。为了使钢筋免遭锈蚀，必须在其尚未锈蚀前即进行有效的封闭处理。我们把碳化深度达到保护层厚度时的临界时间称为碳化破坏时间。碳化破坏时间与保护层厚度、二氧化碳浓度及其在混凝土中扩散能力有关，可以用下式进行计算： 　　 　　 　　 　　式中H-保护层厚度；ε-二氧化碳的扩散系数；A-二氧化碳的浓度；M-单位体积混凝土对二氧化碳的吸收能力；T-碳化破坏时间。 　　 从式⑴不难看出，对于同一座建筑物的混凝土构件，若所处自然环境相同，则ε、A、M值是一定的。在建筑物中是个常数，设其为C，则H=C 　　 T=H2/C2⑵ 　　利用式⑵可计算出混凝土工程从建成到钢筋开始锈蚀的时间，从而可提前进行防碳化处理。 　　3、丙乳砂浆封闭施工 　　 利用丙乳砂浆封闭混凝土表面的施工工艺复杂，技术性强，精度要求高。如构件表面处理不当，则涂层附着力大幅度下降甚至脱落；水灰比、水聚比掌握不好，浆体会产生大量气泡；施工环境温度过高或过低以及养护不当均会给施工带来困难，影响工程质量。因此，必须严格遵守操作规程，真正做到精心施工，才能到达预期的防护效果。 　　3.1施工工具 　　 施工工具主要有：缸、台秤、白铁板、铁抹子、木抹子、白铁桶、高压泵、喷雾器、吹尘器、钢刷及铁锹等。 　　3.2施工前需在混凝土构件上清碳化与非碳化的界限，确定施工范围。可以采用酚酞试剂显色说明混凝土上未碳化，如不变色说明混凝土碱性消