硅烷对于混凝土防硫酸盐腐蚀的试验研究

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1、混凝土防蚀涂层材料—硅烷的防护试验研究（力学与建筑工程学院土木11-6王超）摘要：随着时代的发展，混凝土早已成为建筑施工不可缺少的材料，本文主要阐述了混凝土两种腐蚀的原理—氯盐腐蚀和硫酸盐腐蚀，氯盐腐蚀主要是对混凝土钢筋的腐蚀，而硫酸盐则是与水泥发生反应在内部生成结晶使混凝土涨裂。这两种腐蚀的过程中，都离不开水的作用，所以防水就成为混凝土防腐蚀的一大课题，由此决定采用硅烷浸渍涂层来解决混凝土腐蚀问题，纯度的未经稀释的硅烷浓缩液，小分子结构可胶结性表面，渗透到混凝土内部与暴露在酸性或碱性环境中的空气及基底中的水分子发生化学反应，形成一斥水处理层，从而抑制水分子进入基底中。可有效防止基材

2、因渗水、日照、酸雨和海水的侵蚀而引起的混凝土和内部钢结构的腐蚀、疏松、剥落。关键词：混凝土硫酸盐腐蚀氯盐腐蚀硅烷1现状概括混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点，造价较低，是土木工程结构设计中的首选形式，其应用范围非常广泛。虽然，随着新的结构计算理论的提出和新型建筑材料的出现，将来还会出现许多新的结构形式，但可以肯定的是，混凝土结构仍然是最常用的结构形式之一[1]。这并不说明钢筋混凝土结构是十全十美的，事实上，从混凝土应用于土木工程至今的150年间，大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限。这其中有的是由于结构设计的抗力不足导致的，有的则是由于使用荷载的不利

3、变化而造成的，但更多的是由于结构的耐久性不足而造成的失效，特别是沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的侵蚀，导致钢筋锈蚀而使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性能，这已成为实际工程中的重要问题。早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强，甚至造成停工停产的巨大经济损失，引起结构耐久性失效的原因存在于结构的设计、施工及维护的各个环节。以往的乃至现在的结构工程设计中，普遍存在着重强度设计而轻耐久性设计的现象。以我国1989年颁布的混凝土结构设计规范(GBJ10289)为例。该规范除了一些保证混凝土结构耐久性构造措施之外，只是在正常使用极限状态验算中控制了一些与耐久性设计有关

4、的参数，这些参数的控制对结构耐久性设计并不起决定性的作用，并且这些参数也会随时间而变化。同时，不合格的施工也会影响混凝土结构的耐久性，常见的施工问题如混凝土质量不合格、钢筋保护层厚度不足都有可能导致钢筋提前锈蚀。另外，在结构的使用过程中，由于没有合理的维护而造成的结构耐久性降低也是不容忽视的，如对结构的碰撞、磨损以及使用环境的劣化，这都会使混凝土结构无法达到预定的使用年限。国内外统计资料表明，由于混凝土结构的耐久性病害而导致的损失是巨大的，并且耐久性问题会越来越严重。据调查，美国1975年由于腐蚀引起的损失达700亿美元，1985年则达1680亿美元，英国英格兰岛中部环形快车道上11

5、座混凝土高架桥，当初建造费2800万英镑，到1989年因为维修而耗4500万英镑，是造价的1.6倍，估计以后15年还要耗资1.2亿英镑，累计接近当初造价的6倍，这反映了结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计。在我国，混凝土结构耐久性的问题也十分严重，据1986年国家统计局和建设部对全国城乡28个省、市、自治区的323个城市和5000个镇进行普查的结果，目前我国已有城镇房屋建筑面积46.76亿平方米，占全部房屋建筑面积的60%，已有工业厂房约5亿平方米，覆盖的国有固定资产超过5000亿元，这些建筑物中约有23亿平方米需要分期分批进行评估与加固。而其中半数以上急需维修加固之后才能正常使

6、用。国外学者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性，即设计阶段对钢筋防护方面节省1美元，那么就意味着，发现钢筋锈蚀时采取措施将追加维修费5美元，混凝土表面顺筋开裂时采取措施将追加维修费25美元，严重破坏时采取措施将追加维修费125美元。因此，钢筋混凝土结构耐久性问题是一个十分重要也是迫切需要加以解决的问题，通过开展对钢筋混凝土结构耐久性的研究，一方面能对已有的建筑结构物进行科学的耐久性评定和剩余寿命预测，以选择对其正确的处理方法;另一方面也可对新建工程项目进行耐久性设计与研究，揭示影响结构寿命的内部与外部因素,从而提高工程的设计水平和施工质量,确保混凝土结构生命全过

7、程的正常工作[2]。由于地球上地理地质环境多种多样，复杂多变，大致上可以分为陆地环境和海洋环境。近十几年来，我国城市轨道交通建设迅速发展，国内的大部分城市已经建成运营或者正在筹划建设城市轨道交通，随着西安、兰州、西宁等城市的轨道交通相继开工，城市轨道交通也开始逐步向我国西北内陆市不断延伸。我国西北部地区分布有广泛的盐渍土环境，盐渍土是指各种盐化、碱化土壤，主要分布在内陆干旱、半干旱地区及滨海地区，其工程环境内可溶性盐严重超标，盐卤对混凝土的侵蚀破坏非常严重