表面防护剂对混凝土耐久性的影响研究

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发布时间：2021-09-06

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表面防护剂对混凝土耐久性的影响研究
王宇，江守恒
【1．黑河市高发房地产开发公司．黑龙江黑河1~3oo； 2．黑龙江省寒地建筑科学研究院，哈尔滨150080)
【摘要】研究了有机硅类渗透结晶防水材料作为表面防护剂时，对混凝土抗压强度以及抗渗性、抗冻性和
抗碳化性等耐久性能的影响规律。结果表明：表面防护剂对混凝土抗压强度略有提高，能使混凝土吸水率降低2／
3以上，抗氯离子渗透性能提高30％～40％，抗冻性达到乃oo以上，抗盐冻性能提高4．5～6倍。
【关键词】混凝土；表面防护；涂层；耐久性
【中图分类号】TU528．0 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2014)07—0019～02
耐久性是评价硬化混凝土性能优劣的一个重要指标，
可以通过各种技术措施提高混凝土结构耐久性，主要有自
身措施和附加措施两种方式：一种是通过提高混凝土原材
料性能以及优化配合比，来提高混凝土自身的性能，但在拌
合、施工、养护及使用过程中由于受到荷载、环境等因素的
作用，混凝土耐久性仍有劣化的可能；另外一种措施主要是
对混凝土结构进行外部的防护，比如在混凝土表面加防护
涂层，可以有效阻止腐蚀介质的进入，也可以对正受到侵蚀
的混凝土结构起到表面阻隔作用，从而延长结构使用
寿命 ¨。
表面防护涂层能够对混凝土和钢筋混凝土起到保护作
用，防止或限制侵蚀性介质对混凝土的侵蚀。根据使用的
环境不同，可以相应地提高混凝土的抗渗性、抗碳化性、抗
硫酸盐侵蚀性等性能，并且可以保护钢筋免遭锈蚀，从而延
长结构的使用寿命。同时，其成本低廉，施工方便，且效果
良好。近年来，通过表面处理来减少有害离子的渗透，提高
混凝土结构耐久性，预防和修复混凝土结构破坏的应用和
研究愈来愈广泛。混凝土保护涂层一般分为四类，包括渗
透型封闭剂、表面封闭剂、高级建筑涂料、以及防护膜或防
护层。混凝土保护涂层起作用的方式主要有物理方式和化
学方式两种。物理方式是混凝土保护涂层自身形成的膜能
阻挡腐蚀介质进入到混凝土内部；化学方式是混凝土保护
剂能渗入到混凝土内部，与水泥水化产物发生反应生成新
物质，填充到孔隙中，堵塞腐蚀介质侵入的通道 _3】。
水泥基渗透结晶防水材料具有较强的渗透性，可与水
泥基材料中的水分和游离氧化钙发生反应产生结晶物质，
填补孔洞、堵塞毛细孔，不但能起到防水作用，还具有良好
的透气性，其防水性能随着时间持续增强，不老化，可以永
久防水，对混凝土耐久性的提高十分有利，这是传统防水材
料所无法比拟的。
目前，水泥基渗透结晶防水涂料是一种新型高效防水
涂料，其无毒无害，工作性能优异，在国外已广泛应用，我国
采用表面处理剂对混凝土进行保护的研究和应用尚处于起
步阶段，而混凝土质量及耐久性问题却日益严重，其应用前
景十分广阔。因此，文中主要针对有机硅类渗透结晶防水
材料对混凝土抗压强度以及抗渗性、抗冻性和抗碳化性等
耐久性能的影响开展试验研究。
1 原材料及配合比
试验采用P·042．5普通硅酸盐水泥；I级粉煤灰，需水
量比94％，抗压强度比72．6％；中砂，细度模数2．7；5～
25mra连续级配碎石；萘系高效减水剂，减水率20％；有机硅
类渗透结晶防水涂料A、B、c，溶质含量分别为15％、25％和
35％。混凝土配合比见表1。
表1 混凝土配合比
水泥水粉煤灰砂石减水剂
／kg·m一／kg·m一’ ／kg·m一’ ／kg·nl一／kg·I11—3 ／％
256 166 64 614 1246 0．3
成型150ram×15mm X 150mm的立方体试件，24h脱模，
用毛刷将待处理表面的浮浆去除，用水清洗干净后用湿抹
布擦干表面水分，使待处理面处于饱和面干状态，用刷子蘸
取表面处理剂涂刷到试样表面，表面处理剂用量约为
400,d／'m~
，分两层涂刷，时间间隔约为15rain。涂完表面处
理剂的试块用塑料布覆盖，放置在阴凉处，使混凝土试件缓
慢干燥，以便表面处理剂充分渗入到混凝土内部。
2 试验结果与分析
2．1 表面处理对混凝土抗压强度的影响
涂刷三种表面处理剂后混凝土各龄期抗压强度试验结
果见图1。
从图I中可以看出，涂刷表面处理剂溶液后，混凝土的
抗压强度较基准时间有了显著的提高。尤其是涂刷B溶液
后，强度提高最为明显，7d强度提高幅度最为明显，约为
25％，28d强度提高约13％；随着表面处理剂中溶质含量的
增加，混凝土强度呈现先增大后减小的趋势。这是因表面
处理剂与混凝土中的Ca(OH)：反应后生成不溶于水的化合
物，堵塞了混凝土中的微裂纹与孔隙，使混凝土结构趋于密
实，并且对荷载作用下混凝土裂纹的扩展起到阻碍作用。
2。2 表面处理剂对混凝土抗渗性的影响
混凝土是一种多孔隙材料，吸水率是反映混凝土渗透
性的一个重要指标，自然条件下混凝土的吸水率是反映表
面处理剂对混凝土表层结构影响的一项重要评价指标。表