渗透型表面处理技术对混凝土性能的影响.pdf
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1、2 0 1 1年 第 1 2期 ( 总 第 2 6 6期 ) N u mb e r 1 2 in2 0 1 1 ( To t a l No 2 6 6 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 P RACTI CAL TECHN0LOGY d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 1 1 2 0 4 0 渗透型表面处理技术对混凝土性能的影响 李化建 1 _ ,易忠来 1 l 。谢永江 1 I ( 1 中国铁道科学研究院 铁道建筑研究所,北京 1 0 0 0 8 1 ;2 高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京 1 0
2、 0 0 8 1 ) 摘要: 对比研究了液体硅烷 、 膏体硅烷以及渗透结晶材料等 3 种渗透型表面处理技术对混凝土抗压强度、 吸水率、 氯离子吸收降低率、 抗氯离子渗透性以及抗冻性的影响。 结果表明: 3 种渗透型表面处理技术对混凝土抗压强度略有提高, 对混凝土吸水率和氯离子吸收降低 率显著降低, 对混凝土抗氯离子渗透性显著提高, 即电通量降低。 液体硅烷与膏体硅烷表面处理技术对混凝土性能的改善程度相当, 优于 渗透结晶材料表面处理技术; 硅烷表面处理技术在一定程度上可以改善混凝土的抗冻性。 关键词: 渗透型;表面处理 ; 混凝土;硅烷;渗透结晶材料 中图分类号: T U 5 2 8 0 1
3、文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 1 2 0 1 2 9 0 2 Effe c t s o f per me ab l e s urfac e t r ea t m e n t t e c hnol og y on c onc r et e per f or man c e L I Hu a -j i a n Y 7 Z h o n g - l a i 1 , 2 X E Y o n g - j i a n g ( 1 R a i l wa yE n g i n e e r i n gRe s e a r c hI n s t i t u t
4、 e , Ch i n a Ac a d e myo f Ra i l w a yS c i e n c e , B e i j i n g 1 0 0 0 8 1 , C h i n a ; 2 S t a t eK e y L a b o r a t o r yf o r T r a c kT e c h n o l o g y o f Hi g h S p e e dR ail w a y , B e i j i n g 1 0 0 0 8 1 , C h i n a ) Abs t r a c t : Effe c t s o f t h r e e p e r me a b l e
5、s u r f a c e t r e a t me n t t e c h n o l o g i e s , l i q u i d s i l a n e , p a s t e s i l a n e a n d c a p i l l a r y c r y s t a l l i n e ma t e ria l o n c o mp r e s s i v e s tre ng t h, wa t e r a b s o r p t i o n, d e b a s i n g r a t i o o f c h l o fid e i o ns a b s o rpt i o
6、n, pe n e t r a t i o n r e s i s t a n c e o fc h l o rid e i o ns a n d a nt i f r e e z e o fc o n c r e t e h a v e b e e n s tud i e d i n t h i s p a p e r Th e r e s u l t s s h o w t ha t t h e c o mp r e s s i v e s tre n g t h i s i mp r o v e d s l i g h t l y, t h e wa t e r a bs o r p t
7、 i o n and t h e de b a s i n g r a t i o o f c h l o r i d e i o n s a bs o rpt i o n a r e g r e a t l y r e d uc e dTh e p e n e trati o n r e s i s t an c e of c h l o nd e i o n s i s i mp r o v e d ma r ke d l y wh i c h c a n be p r o v e d b y pass e d e l e c t r i c c h a r g e Th e i mpr
8、o v e me n t o f l i q u i d s i l an e l i q u i d p e rm e a b l e s u rfa c e t r e a t me n t t e c h n o l o gy t o c o n c r e t e p e r f o rm anc e e q u a l s t o that o f p a s t e s i l an e pa s t e an d i s s u p e r i - o r t o that o f c a pi l l a r y c rys t all ine T h e p e rm e a
9、 b l e s u r f a c e tre a t me n t t e c h n o l o gy o f s i l a ne c a i 1 i mp r o v e f r o s t r e s i s t a n c e o f c o n ere t e t o s o me d e gre e Ke y wor ds : p e rm e a b l e; s urf a c e tre a tm e n t ; c o nc r e t e; s i l a n e ; c a p i l l a r y c rys t a l l i n e ma t e ria
10、l 0 引言 在严重腐蚀环境下 , 仅靠提高混凝土保护层材料的质量 与厚度 , 是无法保证混凝土结构在设计使用年限内安全服役 的, 必须采取一种或多种防腐蚀强化措施 1 。 国内外海洋工程 实践表明【2 _ 7 】 , 渗透型表面处理技术是提高严重腐蚀环境下混 凝土结构耐久性较为有效的技术途径。 以硅烷为代表的表面 处理技术最早纳入到我国海工规范 , 即 J T J 2 7 5 海港工程混 凝土结构防腐蚀技术规范 嘲 , 混凝土结构耐久性设计及施工 指南 【9 、 公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 【 1 0 】 以及 铁路 为防腐蚀强化的技术措施。 本文系统研究了液体硅烷、 膏体硅 烷和渗透
11、结晶材料 3 种表面浸渍处理技术措施对混凝土力学 性能、 吸水率、 氯离子吸收降低率 、 抗氯离子渗透性以及抗冻 性的影响, 旨在为不同环境作用下混凝土防腐蚀技术强化措施 的设计提供参考。 1 试验方案 1 1 试验原材料与配合比 ( 1 ) 原材料。 表面处理用材料为液体硅烷( 简称 L S i l a n e ) 、 膏体硅烷( 简称 P S i l a n e ) 和渗透结晶材料( 简称 C C M) , 其性能 混凝土结构耐久性设计规范 1 1 都将表面渗透型处理技术作 和厂家如表 1 所示。 表 1 表面处理材料性能 ( 2 ) 配合比。 基准混凝土选择 C 3 0 和 C 4 5
12、强度等级的混凝 土, 配合比如表 2所示。 1 2试验 方 法 混凝土抗压强度按 G B 5 0 0 8 1 普通混凝土力学性能试验 方法 规定的方法进行; 电通量、 氯离子扩散系数和抗冻性按 G B T 5 0 0 8 2 ( 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准 规定的方法进行 ; 吸收率和氯离子吸收降低率按 J T J 2 7 5 ( 海港 工程混凝土结构防腐蚀技术规范 规定的方法进行。 收稿 日期 :2 0 1 1 _ J0 6 - 0 6 基金项目:铁道部科技开发计划项目( 2 0 0 8 G 0 3 1 - N) ; 中国铁道科学研究院行业服务技术创新项目( 2 0 0 9 Y
13、 J 2 1 ) 1 29 表 2 试验用混凝土配合 比 k g m 注: 减水剂及引气剂用量根据混凝土状态控制, 坍落度( 2 0 0 +_ 2 0 ) m m。 2 试验结果与讨论 2 1 抗 压 强度 图 1为不同渗透型表面处理方式对混凝土抗压强度的影 响。 由图 1 可知, 3种处理方式混凝土的抗压强度都有一定的提 高, 提高的幅度为 7 7 9 8 。 比较而言 , 液体硅烷处理与渗透 结晶处理对强度提高的幅度相当, 而膏体硅烷对混凝土抗压强 度提高的幅度略低。 3 种渗透型表面处理方式对混凝土表面都 有一定的硬化作用, 其原因是渗透型表面处理材料能够渗透到 混凝土的毛细孔道和微细裂
14、隙中, 与混凝土的水化产物发生反 应, 从而起到了强化混凝土表面作用。 不 同表 面处理方式 图 1 不同表面处理方式对混凝土抗压强度的影响 2 2吸 水率 图 2为不同渗透型表面处理方式混凝土的渗水高度。 随着 吸收时间的延长, 混凝土中吸水高度逐渐增加。 液体硅烷和膏体 硅烷吸水高度很小, 吸水 7 0 h混凝土的吸水小于 0 0 5 mm; 在吸 水早期, 渗透结晶表面处理混凝土的吸水高度低于不处理基准混 凝土, 但到 7 0h 左右, 两者吸水高度相当。 图3为不同渗透型表 面处理方式 昆 凝土的吸水率。 表面处理时间推迟( 从 3 d涂刷到 7 d 涂刷再到2 8 d涂刷) , 即涂
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