渗透成膜型防护涂料对混凝土耐久性的影响.pdf
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1、中国科技核心期刊 杆 建巍 滢蘑成膜型防护涂料对混凝土 喇久性B ,J | lll 刘东 , 陈雷 , 陈星 , 余剑英 ( 1 唐山曹妃 甸发展投资集 团有限公司, 河北 唐山0 5 0 0 5 1 ; 2 武汉理工大学 硅酸盐建筑材料 国家重点实验室 , 湖北 武汉4 3 0 0 7 0 ) 摘要: 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
2、降低其碳化速度和碳化深度 , 有效改善混凝土的耐久性。 关键 词: 混凝土: 渗透成膜型防护涂料; 聚硅氧烷: 耐久性 中图分类号: T U 5 6 1 6 5 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 4 ) 0 1 0 0 9 0 0 3 Effe c t o f p e r me a b l e - fi l m- p r o t e c t i v e c o a t i n g o n t h e d u r a b i l i t y o f c o n c r e t e L I U D o n , C H E N L e i l C H E N
3、 X i n , Y U J i a n y i n f ( 1 T a n g s h a n C a o f e i d i a n De v e l o p me n t I n v e s t me n t Gr o u p Co Lt d , T a n g s h a n 0 5 0 05 1 , He be i , Ch i n a: 2 S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o f S i l i c a t e Ma t e ria l s f o r Ar c h i t e c t u r e s , Wu h a n Un i v e r
4、 s i t y o f Te c h n o l o g y, Wu h a n 4 3 0 0 7 0, Hub e i , Ch i n a ) Ab s t r a c t : T h e p e r me a b l e - f i l m p r o t e c t i v e c o a t i n g p r e p a r e d w i t h e p o x y r e s i n a n d l o w mo l e c u l a r w e i g h t p o l y s i l o x a n e w a s u s e d t o t r e a t t h
5、 e s u r f a c e o f c o n c r e t e Th e e ff e c t s o f t h e p e r me a b l e f i l m p r o t e c t i v e c o a t i n g o n t h e d u r a b i l i t y o f c o n c r e t e we r e i n v e s t i g a t e d b y t h e t e s t s o f p e n e t r a t i o n a n d c arb o n a t i o n d e p t h , c h l o r i
6、 d e i o n r e s i s t a n c e and f r e e z e - t h a w c y c l e Th e r e s u h s s h o w t h a t t h e r e s i s t a n c e o f p e rm e a b l e fi l m-p r o t e c t i v e c o a t i n g t o c h l o rid e i o n pe n e t r a t i o n a n d f r e e z e t h a w c y c l e i n c r e a s e s o b v i o us
7、l y Me a n wh i l e , t he c arb o n a t i o n v e l o c i t y a n d c a r b o na t i o n d e p t h o f t h e c o n c r e t e c o a t e d wi t h t h e p e rm e ab l e f i l m p rot e c t i v e c o a t i n g d e c r e a s e T h e d u r a b i l i t y o f c o n c r e t e C an b e i mp rov e d e f f e c
8、 t i v e l y b y t h e pe rm e abl e - f i l m p r o t e c t i v e c o a t i n g Ke y wo r d s : c o n c r e t e : p e rm e a b l e - fi l m- p r o t e c t i v e c o a t i n g : p o l y s i l o x a n e ; d u r ab i l i t y 混凝土的耐久性一般是指结构混凝土抵抗使用环境下的 各种物理、 化学及力学等破坏因素作用并保持原有质量和适 用性的性质或能力,混凝土耐久性的好坏直接决定着混
9、凝土 结构的使用寿命 。由于海洋环境的复杂多样性, 海工混凝 土在氯离子渗透、 冻融循环和碳化等多种因素的作用下易出 现不同程度的病害, 许多构筑物因其耐久性不足而失效【 。 在混凝土表面 涂刷防 护涂料是提高混凝 土耐 久性的 有效 方法, 目前所使用的混凝土防护涂料主要有表面成膜型涂料 和渗透型涂料5 - 6 。表面成膜型涂料主要包括环氧树脂涂料、 聚氨酯弹性涂料、 丙烯酸树脂涂料、 氟碳涂料和氯化橡胶涂料 等 , 这类涂料具有良 好的抗碳化性能 坷 、 耐水性、 机械性和 基金项 目: 唐 山市科技计划项 目 收稿 日期: 2 0 1 3 0 7 2 5 作者简介: 刘东, 男, 1 9
10、 7 3 年生, 河北唐山人, 高级工程师。地址: 唐山 市曹妃甸工业区三加, E m a i 1 : t s l i u d o “ g 1 6 3 c o m。 9 O 新型建筑材料 2 0 1 4 1 装饰性; 但在局部破坏或有施工缺陷时, 腐蚀性介质很容易进 入混凝土内部, 导致混凝土发生腐蚀破坏。 渗透型涂料主要指 有机硅类涂料, 具有良好的渗透性I l 1】 、 抗冻融破坏性 1 2 、 有效 降低混凝土氯离子扩散系数 和保持混凝土表面自然外观 等优点; 但气体腐蚀介质可以透过该类涂料进入混凝土内部, 对混凝土造成腐蚀, 从而影响其耐久性。 针对表面成膜型涂料 和渗透型涂料存在的不
11、足,笔者以环氧树脂与低分子质量聚 硅氧烷为原料合成制各了既具有渗透性,又可形成涂膜的渗 透成膜型混凝土防护涂料, 以期更好地改善混凝土的耐久性。 本文采用所制备的渗透成膜型防护涂料对混凝土表面进 行处理, 通过渗透深度和氯离子扩散系数测试、 冻融和碳化试 验, 研究了渗透成膜型涂料对混凝土耐久性的影响, 并与硅烷 渗透型防护涂料进行了试验对比。 1 试验 1 1 原材料 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 刘东, 等: 渗透成膜型防护涂料对混凝土耐久性的影响 水泥: 华新水泥股份有限公司生产的P 0 4 2 5 水泥; 粉煤 灰: 武汉青山电厂生产的级粉煤灰; 砂:
12、 细度模数为 3 O的 中砂; 碎石: 5 3 1 5 m m连续级配; 矿粉: 湖北亚东水泥公司生 产的矿粉; 减水剂: 武汉港湾新材料公司生产的L N S P型聚 羧酸高效减水剂; 渗透成膜型防护涂料: 采用环氧树脂与低分 子质量聚硅氧烷反应,分别制备了聚硅氧烷含量为 1 5 、 2 0 、 2 5 和3 0 的渗透成膜型涂料, 按聚硅氧烷含量分别记 为S 1 5 、 $ 2 0 、 $ 2 5 和S 3 0 ; 硅烷涂料: 异丁基三乙氧基硅烷。 1 2 试验方法 1 2 1 混凝土试样的制备 。 按表1 所示配合比配制混;疑土 , 分别成型尺寸为 l 0 0 m m x 5 0 m m的
13、氯离子渗透试验试件, 1 0 0 m m x l O 0 m m x 4 0 0 m m的 冻融试验试件和 1 0 0 m m x l O 0 m m x 4 0 0 m m的碳化试验试件, 养护2 8 d 后, 将不同聚硅氧烷含量的渗透成膜型涂料和硅烷 涂料均匀地涂刷在养护好的混凝土试样表面, 分2 次施涂, 总 用量为5 0 0 g m , 2 次施涂间隔时间为 1 2 h , 涂刷完成后放置 7 d , 然后进行相关实验。 表 1 混凝土配合比 k g 1 2 2 渗透深度试验 依据J T J 2 7 5 -2 0 0 0 港工程混凝土结构防腐蚀技术规 范 附录E , 采用染料指示法测试
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