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混凝土的瓷化鎧甲，提升混凝土結(jié)構(gòu)壽命

混凝土結(jié)構(gòu)在使用中隨著使用時(shí)間的推移，使用工況的變化、環(huán)境因素的侵蝕等因素，會(huì)使混凝土材料不斷老化，甚至造成結(jié)構(gòu)損傷，這個(gè)過(guò)程屬于不可逆過(guò)程，隨著損傷的積累，逐步導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能劣化，承載力下降和耐久性降低。使混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命明顯縮短，安全性、耐久性降低。

環(huán)境因素對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕，使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生物理或化學(xué)變化，從而引起其損傷或破壞，其主要表現(xiàn)形式有:水、氯離子、二氧化碳等通過(guò)混凝土孔隙滲入內(nèi)部引起鋼筋銹蝕，混，混凝土碳化、堿集料反應(yīng)、寒冷環(huán)境凍融破壞、水流中砂石沖刷磨蝕混凝土，水體中生物附著在混凝土表面腐蝕以及鋼筋腐蝕等。

當(dāng)前，混凝土結(jié)構(gòu)的表面防腐措施主要有傳統(tǒng)的表面涂層和表面浸漬兩大類。

混凝土表面涂層類措施通常是選用環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸聚氨酯、氟碳樹(shù)脂、氯化橡膠等涂料作為防護(hù)涂層，優(yōu)點(diǎn)是成膜的涂層能完全密封混凝土表面，水、水汽等無(wú)法透過(guò)涂層進(jìn)入混凝土的空隙，缺點(diǎn)是涂層與混凝土是表面粘結(jié)，附著力無(wú)法和卯榫結(jié)構(gòu)相比，而混凝土透氣性的特點(diǎn)，使得此類涂層容易出現(xiàn)粘結(jié)失效空鼓，甚至脫落。表面破損斑駁，失去防護(hù)效果，斑駁影響美觀，即使后期修復(fù)后也法保障不再脫落。

表面浸漬通常選用硅烷或硅酸鹽溶液，滲入混凝土內(nèi)部形成一道憎水的保護(hù)層。硅烷浸漬是滲入混凝土在孔隙表面形成一層憎水結(jié)構(gòu)，硅酸鹽浸漬是滲入混凝土在孔隙內(nèi)反應(yīng)結(jié)晶對(duì)孔隙和縫隙有部分填充作用。表面浸漬類措施，不能從根本上完全密封混凝土表面，對(duì)混凝土表面剝蝕等病害的預(yù)防作用非常有限，不能滿足混凝土的防腐蝕要求。

表面浸瓷

表面涂層

表面浸漬

圖1 三種混凝土防腐措施作用機(jī)理示意圖

表面浸瓷

表面涂層

表面浸漬

圖2 三種混凝土防腐措施的表面狀況

表面浸瓷是浸瓷圭釉材料滲入混凝土結(jié)構(gòu)的孔隙和微裂紋中2-4mm深度，自身交聯(lián)固化并與混凝土形成堅(jiān)固的榫卯結(jié)構(gòu)，同時(shí)圭釉液體材料從混凝土孔隙內(nèi)滿溢后在表面形成瓷化涂層，完全封閉混凝土表層，為混凝土筑起一道瓷化鎧甲。浸瓷圭釉涂層具備優(yōu)良的力學(xué)、化學(xué)、物理性能、耐久性能，提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。表面浸瓷材料融合了表面涂層和表面浸漬兩種混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕措施的優(yōu)點(diǎn)，摒棄了兩者的缺點(diǎn)，是混凝土防腐的第三解決方案，也必然是最優(yōu)的方案。

浸瓷圭釉材料的技術(shù)指標(biāo)

浸瓷圭釉材料滲入表層、表面成瓷、永不脫落。表面浸瓷防腐措施解決了混凝土結(jié)構(gòu)碳化、氯離子侵蝕造成的鋼筋銹蝕，海洋環(huán)境、化學(xué)腐蝕環(huán)境、除冰鹽環(huán)境、鹽結(jié)晶環(huán)境、凍融環(huán)境造成的混凝土腐蝕劣化破壞，以及水流泥砂作用力對(duì)混凝土的不斷磨蝕、海生物污垢的附著對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)防腐的破壞。混凝土結(jié)構(gòu)防腐涉及到的技術(shù)指標(biāo)如下：

1） 涂層附著強(qiáng)度：≥5.0MPa；

2） 涂層耐沖擊性：≥50kg.cm；

3） 涂層鉛筆硬度：≥2H；

4） 涂層耐磨損性：≤0.030g；

5） 涂層水接觸角：≥1050；

6） 涂層耐老化性：≥3000h，不起泡、不剝落、無(wú)粉化；

7） 涂層耐水性：3000h，無(wú)異常；

8） 涂層耐鹽水性：3000h，無(wú)異常（5%NaCl）；

9） 涂層耐堿性：240h，無(wú)異常（10%NaOH）；

10）涂層耐酸性：240h，無(wú)異常（30%H2SO4）；

11）滲透深度：≥2mm（高性能砼）/3mm（普通砼）；

12）吸水率：≤0.01mm/min1/2；

13）氯化物吸收量降低效果：≥90%；

14）抗氯離子滲透性：≤5.0x10-3mg/cm2d；

15）耐堿性：合格（飽和Ca(OH)2溶液，30d，無(wú)起泡、龜裂、剝落）；

16）碳化深度比：≤10%；

17）抗氯離子滲透性（DRCM法）：≤8.0x10-12m2/s；

18）抗硫酸鹽侵蝕≥KS120。

19）抗凍性：≥300次；

20）抗?jié)B性：≥1.5MPa（背水面）。

表面浸瓷系統(tǒng)的構(gòu)建工藝及效果

清除混凝土表面影響滲透的污物；噴/滾浸瓷圭釉材料底涂1道；噴/滾浸瓷圭釉材料面涂2道。

滾涂浸瓷圭釉材料3道

清水混凝土涂層效果

浸瓷實(shí)色涂層效果

表面浸瓷系統(tǒng)的適用規(guī)范

通用：GB/T50476-2019《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

橋梁：JT/T695-2007《混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表面涂層防腐技術(shù)條件》

水運(yùn)：JTS153-2015《水運(yùn)工程結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

公路：JTG/T3310-2019《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》

水工：SL775-2018《水工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)定規(guī)范》

鐵路：TB10005-2010《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》

工業(yè)：GB/T 50046-2018《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》