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混凝土抗腐蚀剂应用分析

  混凝土抗腐蚀剂应用和发展,我们从国内外海港工程混凝土破坏情况的分析表明,不仅海水中的有害离子对混凝土化学侵蚀,以及冻融、干湿等物理作用破坏外,还有混凝土收缩开裂、抗渗性差也是重要原因之一,裂缝成为有害离子(CL-、Mg2+等)渗入混凝土内部的渠道,与混凝土中的Ca(OH)2 起化学反应,使钢筋的侵蚀和冻害加剧,导致海港工程混凝土耐久性下降。总之,混凝土在海水环境中的破坏是若干物理化学作用的综合结果。混凝土抗腐蚀剂解决了这一问题,海港工程混凝土结构耐久性涉及设计、材料、施工等方面,分析了海港工程混凝土的物理化学破坏后,就可以找到减少其破坏过程的技术措施。由于经常受干湿和收缩影响,混凝土表面或内部不可避免出现裂缝,这对长期处在具有腐蚀性的海水环境中的混凝土无疑是致命的,如何防止或减少混凝土结构开裂,并提高混凝土密实度和抗渗性是至关重要的。 混凝土中掺入了对混凝土有防腐效果、对钢筋有防锈作用的RMA系列防腐阻锈剂(以下简称RMA)。RMA应用了多掺复合技术,即采用高效阻锈材料、对混凝土有耐硫酸盐侵蚀作用的材料、磨细材料及减水剂四种材料复合而成。该外加剂主要的化学成分为SiO2和Al2O3及细磨材料,这些化学物质在混凝土中的水化产物主要是硫铝酸钙(3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O)、水化硅酸钙凝胶(C-S-H)和氢氧化铝凝胶(Al2O3.3H2O),水泥中没有游离氧化钙存在,因此水泥石在硫酸盐溶液中很难形成引起膨胀的石膏(CaSO4.2H2O)结晶。再者水泥石中的钙矾石是在水泥水化硬化过程中形成的,不会引起水泥石体积的破坏。在MgSO3溶液中,既有Mg2+和SO42-离子存在,Mg2+就不易和氧化铝凝胶反应,阻碍了Mg2+腐蚀。研究表明,耐硫酸盐的腐蚀的性能好与坏还与混凝土的水灰比有直接关系,梧州地区处于亚热带季风湿润气候区,干湿交替频繁,卤水浓度又比较高,盐类的结晶破坏尤其严重。大量的试验证明减小水灰比,能够减轻混凝土抗物理结晶的破坏,因此水灰比越小耐腐蚀性能越好,RMA同时具有减水作用,经检验其减水率达到7.5%.因此我们在混凝土中掺入水泥用量8%的RMA可以有效的防止硫酸盐对混凝土的侵蚀。是一种复合外加剂,适量添加混凝土中,达到《海港工程混凝土混凝土结构防腐蚀技术规范》中混凝土抗氯离子渗透性要求、满足《混凝土外加剂应用技术规范》、《混凝土膨胀剂》中的补偿收缩混凝土技术要求,具有优异的抗裂防渗性能。有效解决了混凝土因干缩和冷缩产生有害裂缝、氯离子渗透、海水侵蚀等问题,是提高海港工程混凝土结构耐久性的优质材料。
混凝土抗腐蚀剂的组成大致有:硫铝酸盐类膨胀剂——起补偿收缩的抗裂作用。高效引气剂——起抗冻作用。高效阻锈剂——起防止钢筋锈蚀作用。硅粉或超细磨渣粉——起密实,抗蚀作用。以下,大大降低Cl-的扩散系数,从而降低海水对混凝土的化学侵蚀。经过大量的试验研究,CPA内掺量(替代胶凝材料重量)为10%左右CPA外观为灰白粉末,比重2.90。CPA中的MgO<3%,氯离子含量<0.03%,碱含量<0.7%,无有害成分。在P.O.42.5水泥中内添加10%CPA,与基准水泥相比,CPA水泥的凝结时间正常,对强度影响不大,7d水中限制膨胀率ε2=3.1×10-4,180d 限制干缩率为1.02×10-4。CPA水泥砂浆具有膨胀性能,且干缩率较小,也即具有补偿收缩及抗裂性能混凝土的配合比设计见表1。CPA以8%、10%、12%等量取代水泥和粉煤灰。FDN减水剂掺量为胶凝材料的0.8%,配制C40高性能混凝土。
  (1)CPA对混凝土的坍落度影响不大,凝结正常,工作性良好。随CPA添加量增加,混凝土早期强度有所降低,但后期强度稳定上升。
  (2)随CPA添加量增加,混凝土的限制膨胀率从1.9×10-4提高到3.15×10-4,其膨胀效应比空白混凝土增加 4~6倍,干缩率也下降1~2倍,说明CPA混凝土具有良好的补偿收缩功能。添加与不添加CPA混凝土的弹性模量基本相同,28d的EC在3.50Gpa左右。
  (3)将准15×30mm光面钢段埋入尺寸为10×10×10cmCPA混凝土中,养护6月和1年后破型,观察钢段表面无锈斑痕迹,说明CPA对钢筋无锈蚀作用。将10×10×10cm的CPA混凝土块,经28d标准养护后,放入恒温恒湿碳化箱内6个月,取出后用酚酞溶液检测其表面碳化深度,结果表明CPA混凝土抗碳化性能优于普通混凝土。
  5.4特性经过各种试验和实践表明:
  (1)具有较高的不透水性、优异的抗氯离子渗透性及抗硫酸盐腐蚀能力。低碱、低掺。
  (3)不影响凝结时间,对强度影响不大,具有微膨胀性能,后期收缩较小,即具有补偿收缩及抗裂性能。
  (4)膨胀期短,水中14天后,不再有明显膨胀,对混凝土后期强度增长有利。

关键字:混凝土抗腐蚀剂应用分析
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