水性氟碳對混凝土的防護(hù)研究(多媒體)

1、水性氟碳防護(hù)涂層體系水性氟碳防護(hù)涂層體系對混凝土的防護(hù)研究對混凝土的防護(hù)研究武漢材料保護(hù)研究所武漢材料保護(hù)研究所南京鋼鐵集團(tuán)公司研究院南京鋼鐵集團(tuán)公司研究院匯報(bào)人：蕭以德匯報(bào)人：蕭以德2012.5匯報(bào)內(nèi)容1概說2試驗(yàn)3試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究4本文總結(jié)一 概說鋼筋混凝土耐久性的嚴(yán)重性與緊迫性鋼筋混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞的最為重要原因鋼筋混凝土的外加防護(hù)技術(shù)一 概說 1.鋼筋混凝土耐久性問題的嚴(yán)重性與緊迫性鋼筋混凝土耐久性問題的嚴(yán)重性與緊迫性 1.1 鋼筋混凝土耐久性問題的嚴(yán)重性鋼筋混凝土耐久性問題的嚴(yán)重性 鋼筋混凝土是各種建筑工程中應(yīng)用最為廣泛的建筑材料 混凝土橋梁為世界橋梁中的主

2、要類型 1989年統(tǒng)計(jì) ：歐洲混凝土橋占70% 美國混凝土橋梁占72%。 我國混凝土橋梁占我國橋梁的90%以上 混凝土耐久性不足，導(dǎo)致建筑過早破壞事故頻發(fā)，已成為受世界關(guān)注、日益突出的一大災(zāi)害 1980年的北海Stavanger近海鉆井平臺Alexander Kjell號突然發(fā)生破壞，導(dǎo)致123人死亡 美國公路系統(tǒng)總共約60萬座橋梁中，約有25萬座橋梁遭到不同程度破壞，其中有的使用不足20年 我國華南地區(qū)投入使用7-25年的港口、碼頭設(shè)施中，有89%已經(jīng)出現(xiàn)鋼筋的銹蝕破壞，急待修補(bǔ)。 一 概說1.鋼筋混凝土耐久性問題的嚴(yán)重性與緊迫性鋼筋混凝土耐久性問題的嚴(yán)重性與緊迫性 1.1 鋼筋混凝土耐久性

3、問題的嚴(yán)重性鋼筋混凝土耐久性問題的嚴(yán)重性 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕破壞導(dǎo)致巨大經(jīng)濟(jì)損失鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕破壞導(dǎo)致巨大經(jīng)濟(jì)損失 金屬腐蝕帶來的經(jīng)濟(jì)損失占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2%-4%，其中，被認(rèn) 為與鋼筋腐蝕有關(guān)的占40% 橋梁面板腐蝕破壞致使美國用于公路橋面板修補(bǔ)的費(fèi)用 1969年 26億美元 1978年， 63億美元 1989年美國交通運(yùn)輸部門在給國會的一份關(guān)于美國公路與橋梁狀況 的報(bào)告中指出：“現(xiàn)在積壓有待修補(bǔ)的混凝土橋梁的維修費(fèi)用為 1550億美元” 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂、露筋后的修復(fù)與維護(hù)至今仍是難題鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂、露筋后的修復(fù)與維護(hù)至今仍是難題一 概說 1.鋼筋混凝土耐久性問題的嚴(yán)重性與緊迫

4、性鋼筋混凝土耐久性問題的嚴(yán)重性與緊迫性 1.2混凝土強(qiáng)度不應(yīng)再視為唯一質(zhì)量指標(biāo)混凝土強(qiáng)度不應(yīng)再視為唯一質(zhì)量指標(biāo) 混凝土強(qiáng)度的總體平均水平反映國家土建技術(shù)水平重要標(biāo)志 我國長期執(zhí)行以滿足“強(qiáng)度要求和節(jié)約資金”為原則的建設(shè)方針，導(dǎo)致 混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命嚴(yán)重降低 繼續(xù)堅(jiān)持強(qiáng)度為混凝土建筑的唯一指標(biāo)，不重視耐久性勢必導(dǎo)致耐久 性不足 1.3 耐久性是當(dāng)今混凝土主要問題，應(yīng)與耐久性是當(dāng)今混凝土主要問題，應(yīng)與“混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度”同樣受到重視同樣受到重視 鋼筋腐蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)的過早破壞已成為全世界普遍關(guān)注、日益突出的災(zāi)害性問題，至使眾多學(xué)者、專家認(rèn)為： 耐久性是當(dāng)今混凝土主要問題 結(jié)構(gòu)耐久性問題應(yīng)當(dāng)與

5、力學(xué)性能一樣同樣加以重視 一 概說 2. 鋼筋混凝土破壞主要原因鋼筋混凝土破壞主要原因 2.1鋼筋混凝土破壞原因分析鋼筋混凝土破壞原因分析 主要原因主要原因 鋼筋腐蝕； 凍融； 服役環(huán)境腐蝕性的酸、鹽等液體和氣體物質(zhì)； 雜散電流； 重載等等 鋼筋腐蝕是引起混凝土破壞的最重要的原因鋼筋腐蝕是引起混凝土破壞的最重要的原因 1991年混凝土耐久性國際學(xué)術(shù)會議上Mehta教授指出： 混凝土破壞眾多原因中，其重要性按以下順序遞減： 鋼筋腐蝕凍融浸蝕性環(huán)境（酸、鹽、生化物質(zhì)、高溫、 潮濕）的物理與 化學(xué)作用 卍一 概說 2 鋼筋混凝土破壞主要原因鋼筋混凝土破壞主要原因 2.1鋼筋混凝土破壞原因分析鋼筋混凝

6、土破壞原因分析 鋼筋的腐蝕及其危害鋼筋的腐蝕及其危害 混凝土孔隙液pH值12.513 鋼筋表面生成Fe3 O4-Fe2O3鈍化膜 受碳化、Cl-等 因素作用孔隙液pH值降低，pH小于11.5， 鈍化膜開始去鈍化， 鋼筋出現(xiàn)銹蝕 銹蝕產(chǎn)物體積大于鐵 至少1.53倍 （依鋼筋受氧化程度,O2充分可達(dá)7倍） 銹蝕產(chǎn)物對周邊混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力 210250Kg/cm2 鋼筋腐蝕后果 混凝土綻裂 2.2海洋環(huán)境和高寒冬季撒鹽除冰地區(qū)混凝土腐蝕破壞問題更為突出海洋環(huán)境和高寒冬季撒鹽除冰地區(qū)混凝土腐蝕破壞問題更為突出一 概說 3.鋼筋混凝土耐久性控制技術(shù)鋼筋混凝土耐久性控制技術(shù) 3.1 混凝土耐久性資料分析

7、混凝土耐久性資料分析 美國標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）收集了上世紀(jì)60年代至70年代近20年間世界公開發(fā)表的有關(guān)鋼筋混凝土耐久性文獻(xiàn)資料360篇，其中混凝土成分、外加劑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 107篇混凝土外加防護(hù)技術(shù) 75篇其他（基礎(chǔ)性研究、測試、綜述等） 158篇 可見在鋼筋混凝土耐久性的研究方面，國外對外加防護(hù)可見在鋼筋混凝土耐久性的研究方面，國外對外加防護(hù)技術(shù)的研究與高性能混凝土技術(shù)一樣受到重視。技術(shù)的研究與高性能混凝土技術(shù)一樣受到重視。 3.2高性能混凝土技術(shù)高性能混凝土技術(shù) 混凝土砂漿成分：雙摻技術(shù)（減水劑、超細(xì)礦 物粉）：引氣劑：纖維等 嚴(yán)格控制原材料技術(shù)質(zhì)量 嚴(yán)格控制澆筑施工工藝、條件（模板、溫度等)

8、 一 概說3.鋼筋混凝土耐久性控制技術(shù)鋼筋混凝土耐久性控制技術(shù) 3.3鋼筋混凝土外加防護(hù)技術(shù) 采用采用耐蝕鋼筋 鋼筋表面涂覆金屬和有機(jī)涂層的防護(hù) 金屬和有機(jī)涂層的防護(hù) 電化學(xué)陰極保護(hù) 水泥砂漿中添加緩蝕劑 本項(xiàng)目系針對已建三峽混凝土大壩保護(hù)而開展的專項(xiàng)研究。從而重點(diǎn)考慮在混凝土表面涂覆有機(jī)涂裝防護(hù)體系的外加保護(hù)技術(shù) 二 試驗(yàn)1. 試驗(yàn)樣品（1）空白砂漿試件（包括含內(nèi)置鋼筋砂漿試件）（2）經(jīng)保護(hù)材料涂覆、浸滲防護(hù)處理的的砂漿試件（包括含內(nèi)置鋼筋砂漿試件）（3）自由膜型涂層試件二 試驗(yàn)2.試驗(yàn)材料及其防護(hù)體系 表 1 試驗(yàn)材料及防護(hù)體系類型編號編號 防護(hù)體系防護(hù)體系防護(hù)體系類型防護(hù)體系類型1 1混

9、凝土防水防護(hù)溶膠混凝土防水防護(hù)溶膠浸滲浸滲2 2聚脲涂層聚脲涂層涂膜型涂膜型3 3硅烷浸滲（底涂）硅烷浸滲（底涂）/ /中涂中涂/ /水性氟碳面涂水性氟碳面涂浸滲浸滲+ +涂膜涂膜4 4硅烷浸滲硅烷浸滲浸滲浸滲5 5浸滲防護(hù)劑浸滲防護(hù)劑浸滲浸滲二 試驗(yàn) 3 研究技術(shù)思路與內(nèi)容研究技術(shù)思路與內(nèi)容 3.1研究思路研究思路 防護(hù)效果 防護(hù)體系對環(huán)境介質(zhì)的隔離屏蔽性能 防護(hù)壽命 防護(hù)體系的防護(hù)壽命 3.2研究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容研究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 抗碳化性能試驗(yàn) 混凝土氯離子擴(kuò)散性 涂膜水汽滲透性 涂膜氯離子滲透性 滲水壓力試驗(yàn) 涂層抗含泥砂高流速水沖蝕性能 混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能。 涂層紫外/冷凝加速氣候老化

10、試驗(yàn)三三 試驗(yàn)結(jié)果及其分析、研究試驗(yàn)結(jié)果及其分析、研究1.防護(hù)體系對混凝土抗碳化性能影響研究防護(hù)體系對混凝土抗碳化性能影響研究1.1關(guān)于關(guān)于“ 混凝土碳化混凝土碳化”（中性化）（中性化） 所謂“碳化”就是混凝土受空氣或水中CO2、SO2及各種鹽等有害物質(zhì)作用，與水泥石中Ca(OH)2發(fā)生中性化反應(yīng) 以CO2為例，碳化反應(yīng)如下： Ca(OH)2 + CO2CaCO3 +H2O(碳化） 受 CO2進(jìn)一步作用： CaCO3 +CO2 + H2O CaHCO3 (溶出） 隨后毛細(xì)孔周邊水泥石中羥鈣石補(bǔ)充溶解為Ca2、OH，反向 擴(kuò)散到孔隙溶液，繼續(xù)上述二步反應(yīng) 1.防護(hù)體系對混凝土抗碳化性能影響防護(hù)體

11、系對混凝土抗碳化性能影響 1.2混凝土碳化及其危害混凝土碳化及其危害 降低混凝土三相體系中孔隙溶液相中的pH值 使得砼本身強(qiáng)度下降 Ca(OH)2 溶出量達(dá)到25%時 其抗壓強(qiáng)度 下降35.8% 抗拉強(qiáng)度 下降66.4% 結(jié)構(gòu)疏松，抗介質(zhì)滲透性降低 孔隙溶液相中的pH值降低使得水泥中氯化鋁鹽酸不再具穩(wěn)定性 從而釋放出Cl,加劇鋼筋表面鈍化膜的去鈍化，促進(jìn)鋼筋腐蝕三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究 1.3試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果 受碳化試驗(yàn)后，樣品破型外觀三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究1.防護(hù)體系對混凝土抗碳化性能影響防護(hù)體系對混凝土抗碳化性能影響 空白樣品 1#樣品 4#樣品 5#樣品 2#樣品 3#樣品三 試驗(yàn)結(jié)果

12、及分析、研究1.防護(hù)體系對混凝土抗碳化性能影響防護(hù)體系對混凝土抗碳化性能影響1.3試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果 試件碳化深度結(jié)果試件碳化深度結(jié)果 表表2 抗碳化性試驗(yàn)結(jié)果抗碳化性試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)材料編號碳化深度(mm)空白樣0#11.01#（無機(jī)滲透性溶膠材料）4.82#（聚脲涂層）0.73#（水性氟碳涂裝體系）1.34#（浸滲型硅烷保護(hù)層）3.2 5# （浸滲型硅烷保護(hù)層）4.7（碳化）（OHCaCOCOOHCa2322三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究1.防護(hù)體系對混凝土抗碳化性能影響防護(hù)體系對混凝土抗碳化性能影響1.4 討論與分析討論與分析 未處理空白樣品碳化深度未處理空白樣品碳化深度11.0mm 經(jīng)浸經(jīng)浸/涂處

13、理樣品碳化深度涂處理樣品碳化深度0.74.8mm 浸漬類材料以浸漬類材料以4#硅烷較好硅烷較好 涂覆成膜型體系防混凝土碳化效果明顯優(yōu)于浸漬類涂覆成膜型體系防混凝土碳化效果明顯優(yōu)于浸漬類 以同為涂覆成膜型體系的聚脲和水性氟碳相比較，在同等涂膜以同為涂覆成膜型體系的聚脲和水性氟碳相比較，在同等涂膜 厚度下，水性氟碳保護(hù)涂裝體系對于控制厚度下，水性氟碳保護(hù)涂裝體系對于控制 混凝土碳化效果更好混凝土碳化效果更好三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究2防護(hù)體系對混凝土抗氯離子擴(kuò)散性影響防護(hù)體系對混凝土抗氯離子擴(kuò)散性影響2.12.1采用電通量評價(jià)混凝土采用電通量評價(jià)混凝土ClCl- -滲透性（混凝土密實(shí)性）滲透性（混凝

14、土密實(shí)性） 對涂/浸滲處理試樣的預(yù)老化處理預(yù)老化處理：先經(jīng)人工加速老化86d 鹽水浸漬/干燥往復(fù)循環(huán)12周期計(jì)48d 在3.5%NaCl溶液浸漬30d 在直流電流作用下，通過氯離子透過混凝土試件向正極方向遷移所測得的 電荷量進(jìn)行評定混凝土抗?jié)B性（ASTM1202-9） 基于電通量的氯離子滲透性評價(jià)： 按下表，根據(jù)混凝土試樣電通量(庫侖)測量值評價(jià)其Cl-滲透性能 電通量(庫侖)氯離子滲透性4000高2000-4000中等1000-2000低100-1000很低I00忽略三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究2.防護(hù)體系對混凝土抗氯離子擴(kuò)散性防護(hù)體系對混凝土抗氯離子擴(kuò)散性影響影響 2.2保護(hù)材料滲保護(hù)材料滲/

15、涂處理的鋼筋混凝土氯離子滲透性等級涂處理的鋼筋混凝土氯離子滲透性等級 各種混凝土的電通量及其對應(yīng)Cl-滲透性等級見下表同類試件電通量均值（C）試件氯離子滲透性等級0#（無涂/滲處理）1028低1#421很低2#366很低3#62忽略4#118很低5687很低 三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究2.防護(hù)體系對混凝土抗氯離子擴(kuò)散性影響防護(hù)體系對混凝土抗氯離子擴(kuò)散性影響 2.3討論與分析討論與分析 未經(jīng)滲未經(jīng)滲/涂處理的混凝土電通量為涂處理的混凝土電通量為1028 庫侖，庫侖，Cl-滲透性屬于滲透性屬于 “低低”的等級的等級 凡經(jīng)滲凡經(jīng)滲/涂處理的混凝土電通量為涂處理的混凝土電通量為62687庫侖，庫侖，Cl

16、-滲透性屬滲透性屬 于于“忽略或很低忽略或很低”的等級的等級 以以3#水性氟碳為面層的防護(hù)體系的混凝土電通量僅僅為水性氟碳為面層的防護(hù)體系的混凝土電通量僅僅為62庫庫 倫，比空白混凝土的電通量降低了倫，比空白混凝土的電通量降低了95%，完全屬于可以忽略，完全屬于可以忽略 氯離子滲透影響的非滲透性等級，對混凝土抗氯離子滲透性氯離子滲透影響的非滲透性等級，對混凝土抗氯離子滲透性 的提高顯示了極好的效果的提高顯示了極好的效果三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究3.防護(hù)涂裝體系中涂膜的水汽擴(kuò)散性能防護(hù)涂裝體系中涂膜的水汽擴(kuò)散性能3.1涂層厚度和涂層組織的致密性對其屏障隔離效果具有重要影響作用涂層厚度和涂層組織的致

17、密性對其屏障隔離效果具有重要影響作用 涂層防護(hù)壽命與涂層厚度的平方成正比 式中L 涂層防護(hù)壽命 h涂層厚度 D水、O2在涂膜中擴(kuò)散系數(shù) 水汽透過后的涂層壽命，是膨脹內(nèi)部壓力 （PB)和涂膜剝離應(yīng)力（ ）的函數(shù)。）、（nD62hLBPn三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究 3. 保護(hù)性涂膜的水汽擴(kuò)散性能保護(hù)性涂膜的水汽擴(kuò)散性能 3.2試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果 n 表表5 5 水汽滲透性試驗(yàn)結(jié)果水汽滲透性試驗(yàn)結(jié)果保護(hù)層保護(hù)層材料材料保護(hù)層保護(hù)層厚度厚度( (m)m)滲透率滲透率(mg/cm(mg/cm2 2d)d)實(shí)測值實(shí)測值按按1mm1mm膜厚換算膜厚換算結(jié)果結(jié)果2#2#7947942.9132.913 2.31

18、2.313#3#5255251.9341.9341.021.023.3討論與分析討論與分析 雖然厚漿型聚脲樹脂雖然厚漿型聚脲樹脂膜厚比3#水性氟碳膜厚高出近50%，但是其抗水汽滲透能力仍然低于水性氟碳涂膜。如果將二種材料抗水汽滲透率都換算成1mm單位厚度下的，則水性氟碳涂層阻止水汽滲透能力比聚水性氟碳涂層阻止水汽滲透能力比聚脲涂層高出近一倍。脲涂層高出近一倍。三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究4.保護(hù)性涂膜的保護(hù)性涂膜的Cl滲透（針對涂層體系）滲透（針對涂層體系）4.1試驗(yàn)試驗(yàn)表表6 氯離子滲透率比較氯離子滲透率比較 保護(hù)層材保護(hù)層材料料保護(hù)層厚保護(hù)層厚度度(m(m) )3030天測量滲透率天測量滲透率

19、(mg/cm(mg/cm2 2d)d)7070天測量滲透率天測量滲透率(mg/cm(mg/cm2 2d)d)實(shí)測實(shí)測按按100m100m膜厚換膜厚換算算實(shí)測實(shí)測按按100m100m厚度換厚度換算算2#2#8668660.2070.2071010-3-31.7931.7931010-3-30.2110.2111010-3-31.8271.8271010-3-33#3#5795790.3050.3051010-3-31.7661.7661010-3-30.2720.2721010-3-31.5751.5751010-3-34.2討論與分析討論與分析 就試驗(yàn)試件的涂膜實(shí)際厚度（聚脲膜厚為水性氟碳膜厚

20、的就試驗(yàn)試件的涂膜實(shí)際厚度（聚脲膜厚為水性氟碳膜厚的150%150%）情況下獲得的情況下獲得的ClCl 滲透率而言，聚脲涂膜的滲透率而言，聚脲涂膜的ClCl 滲透率稍低于水滲透率稍低于水性氟碳涂膜；性氟碳涂膜； 但是在同等膜厚的情況下，則仍然是水性氟碳涂膜的抗但是在同等膜厚的情況下，則仍然是水性氟碳涂膜的抗ClCl- -滲透性滲透性略優(yōu)于聚脲略優(yōu)于聚脲 三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究 5. 防護(hù)體系對混凝土抗?jié)B水壓力影響防護(hù)體系對混凝土抗?jié)B水壓力影響 5.1試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果 表表7 抗?jié)B水壓力試驗(yàn)結(jié)果抗?jié)B水壓力試驗(yàn)結(jié)果 防護(hù)體系防護(hù)體系抗?jié)B壓力（抗?jié)B壓力（MPaMPa）空白樣空白樣0#0#1.61.

21、61#1#1.81.82#2#1.71.73#3#1.81.84#4#1.81.85#5#1.81.85.2討論與分析討論與分析 除了聚脲體系僅增加除了聚脲體系僅增加0.1MPa0.1MPa外，其他防護(hù)體系比未經(jīng)防護(hù)處外，其他防護(hù)體系比未經(jīng)防護(hù)處理的混凝土均可提高理的混凝土均可提高0.2Mp0.2Mp的高壓水滲透壓力的高壓水滲透壓力三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究. 6.6.混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能研究混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能研究6.1混凝土內(nèi)置鋼筋的鈍化與去鈍化混凝土內(nèi)置鋼筋的鈍化與去鈍化 Fe-H2OFe-H2O體系的體系的pHpH值值- -電位圖（電位圖（PourbaixPourba

22、ix，19731973）三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究6.混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能研究混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能研究6.2混凝土內(nèi)置鋼筋的鈍化與去鈍化混凝土內(nèi)置鋼筋的鈍化與去鈍化內(nèi)置鋼筋的鈍化與去鈍化內(nèi)置鋼筋的鈍化與去鈍化 混凝土具有高堿性高堿性（孔隙液PH值12.513），內(nèi)置鋼筋表面生成一層致密鈍致密鈍 化膜化膜，成分為尖晶石固溶體Fe3O4_Fe2O3，年腐蝕率0.1m 1.0m 受CO2、 SO2、 SO3、 H2S等作用發(fā)生的中性化反應(yīng)，導(dǎo)致孔隙液孔隙液pH值降低值降低 孔隙液pH值降至11.5，則上述鈍化膜變得不穩(wěn)定，開始發(fā)生去鈍化而遭受腐蝕， 生成FeOOH 尤其是當(dāng)有Cl-

23、 的浸入到鋼筋界面，即使孔隙液為高堿性，鋼筋也將遭受腐蝕。凡 Cl- / OH- 之濃度比值超過之濃度比值超過0.6 （臨界值）（臨界值）后，鋼筋表面將不再處于鈍態(tài)，謂之 去鈍化，發(fā)生嚴(yán)重腐蝕破壞混凝土內(nèi)置鋼筋的電位值與混凝土孔隙液關(guān)系混凝土內(nèi)置鋼筋的電位值與混凝土孔隙液關(guān)系 鋼筋的電位直接受混凝土孔隙液的電位直接受混凝土孔隙液的pH值及值及Cl- 濃度影響濃度影響，混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電位腐蝕電位反映了反映了試驗(yàn)過程中混凝土孔隙液穩(wěn)定性孔隙液穩(wěn)定性和Cl- / OH- 比值變化（孔隙液腐蝕性）。 由此可根據(jù)混凝土內(nèi)置鋼筋腐蝕電位的變化，腐蝕電位的變化，研究防護(hù)體系抑制環(huán)境腐蝕性物質(zhì)抑制環(huán)境腐

24、蝕性物質(zhì)向混凝土深層滲透的能力滲透的能力（即保持混凝土孔隙溶液穩(wěn)定性能力）大小 三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究6.混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能研究混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能研究6.36.3混凝土內(nèi)置鋼筋電化學(xué)極化的測量結(jié)果混凝土內(nèi)置鋼筋電化學(xué)極化的測量結(jié)果 線性極化曲線圖將帶鋼筋的混凝土試樣先在含CO2 的試驗(yàn)箱碳化處理28d，於5%NaCl電解溶液中，以0.166mV/s電位掃描速度進(jìn)行電化學(xué)極化測量。 三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究6.6.混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能研究混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能研究6.36.3混凝土內(nèi)置鋼筋電化學(xué)極化的測量結(jié)果混凝土內(nèi)置鋼筋電化學(xué)極化的測量結(jié)果由上述電化

25、學(xué)極化測量計(jì)算得到的各種混凝土試樣內(nèi)置鋼筋的電化由上述電化學(xué)極化測量計(jì)算得到的各種混凝土試樣內(nèi)置鋼筋的電化學(xué)參數(shù)學(xué)參數(shù)自腐蝕電位（自腐蝕電位（mVmV）（相對于飽和甘汞電極）（相對于飽和甘汞電極）腐蝕電流密度（腐蝕電流密度（A/cmA/cm2 2）空白樣空白樣0#0#-215.8-215.87.807.801010-2-21#1#-88.8-88.81.491.491010-2-22#2#-69.1-69.11.631.631010-2-23#3#-32.7-32.71.551.551010-2-24#4#-67.6-67.61.211.211010-2-25#5#-61.5-61.51.16

26、1.161010-2-2三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究 6.混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能研究混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電化學(xué)性能研究 6.3討論與分析討論與分析 混凝土表面 無論是否經(jīng)涂覆/浸滲保護(hù)處理的混凝土，其內(nèi)置鋼筋的腐蝕電位和腐蝕電流顯示，鋼筋表面都還處于鈍都還處于鈍 化狀態(tài)下的不腐蝕區(qū)；化狀態(tài)下的不腐蝕區(qū)； 和未經(jīng)保護(hù)處理的混凝土試件相比，凡經(jīng)防護(hù)處理凡經(jīng)防護(hù)處理的混凝土，其內(nèi)置鋼筋腐蝕電位值都明顯正，腐蝕電位值都明顯正，腐蝕電流也都減小，腐蝕電流也都減小，表明5種防護(hù)體系對抑制介質(zhì)抑制介質(zhì)向混凝土深層滲透效果是十分明星效果是十分明星的 ； 相對比較5種防護(hù)體系的屏蔽介質(zhì)效果，它們之間的差別不

27、是十分明顯，分析其原因，可能是在電化學(xué)測量之前，對防護(hù)材料進(jìn)行的的碳化加速預(yù)破壞時間不夠充分，乃至它們都還具有著有效的遏制、屏蔽介質(zhì)作用，并得以使混凝土孔隙液成分和PH值與試件制備之初相近。如能進(jìn)一步延長碳化破壞時間，讓穩(wěn)定性較差的材料受到更為嚴(yán)重破壞，它們之間在防護(hù)性能和耐久性方面的差異可進(jìn)一步凸現(xiàn)。 盡管如此，本研究結(jié)果還是表明：采用水性氟碳體系采用水性氟碳體系的混凝土內(nèi)置鋼筋的腐蝕電位值仍然比其它的正30mV50mV以上，說明該體系具有更好的防護(hù)效果。 三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究 7 涂層抗含泥砂高流速水沖蝕性能涂層抗含泥砂高流速水沖蝕性能 7.1試驗(yàn)試驗(yàn)（針對涂層體系試樣） 試驗(yàn)參數(shù)：試

28、驗(yàn)參數(shù)： 試驗(yàn)溶液試驗(yàn)溶液 含含1%（wt）石英砂的自來水）石英砂的自來水 磨料粒徑磨料粒徑 6040目目 流速流速 10m/s 試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度 室溫室溫 試驗(yàn)時間（試驗(yàn)時間（h） 100 三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究7 涂層抗含泥砂高流速水沖蝕性能涂層抗含泥砂高流速水沖蝕性能7.2 試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果 表表9 涂層抗含泥砂高流速水沖蝕試驗(yàn)結(jié)果（沖蝕面積涂層抗含泥砂高流速水沖蝕試驗(yàn)結(jié)果（沖蝕面積105cm2）涂層涂層種類種類涂層厚度涂層厚度（mm）平均沖蝕速率（平均沖蝕速率（mg/hmg/h5dm5dm2 2）24h24h48h48h72h72h100h100h2#2#32032036036028

29、.1128.1115.3615.3612.8412.849.819.813#3#2626333332.0632.0616.116.113.5713.5710.5310.53三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究 7 涂層抗含泥砂高流速水沖蝕性能涂層抗含泥砂高流速水沖蝕性能 7.3討論與分析討論與分析 不考慮涂層厚度影響情況下，水性氟碳防護(hù)體系的磨蝕損耗量比不考慮涂層厚度影響情況下，水性氟碳防護(hù)體系的磨蝕損耗量比聚脲涂層體系稍稍高一點(diǎn)，但是其差別并不明顯，它們聚脲涂層體系稍稍高一點(diǎn)，但是其差別并不明顯，它們耐含泥砂高流耐含泥砂高流速水沖蝕性能幾乎相近速水沖蝕性能幾乎相近 ； 厚涂層的彈性較好，可吸收高速磨料的

30、機(jī)械沖擊能量，提高耐沖厚涂層的彈性較好，可吸收高速磨料的機(jī)械沖擊能量，提高耐沖蝕性能。本研究采用的兩種涂層體系厚度差別大，水性氟碳體系厚度蝕性能。本研究采用的兩種涂層體系厚度差別大，水性氟碳體系厚度僅為聚脲的僅為聚脲的1/10,鑒此，同等厚度下，水性氟碳體系可望比聚脲具有鑒此，同等厚度下，水性氟碳體系可望比聚脲具有更佳的耐高流速含泥砂水沖蝕性能更佳的耐高流速含泥砂水沖蝕性能 三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究 8 防護(hù)浸、涂材料的耐紫外防護(hù)浸、涂材料的耐紫外/冷凝加速氣候老化性能研究冷凝加速氣候老化性能研究 （目的不同防護(hù)涂/滲保護(hù)體系的防護(hù)壽命） 8.1 試驗(yàn)試驗(yàn) 試驗(yàn)按如下條件和順序，往復(fù)、循環(huán)進(jìn)行

31、 紫外光照射紫外光照射 （波長為（波長為340nm )340nm )4h,60 4h,60 冷凝冷凝4h 4h 溫度為溫度為4040三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究8 防護(hù)浸、涂材料的耐紫外防護(hù)浸、涂材料的耐紫外/冷凝加速氣候老化性能研究冷凝加速氣候老化性能研究 8.2試驗(yàn)評價(jià)內(nèi)容試驗(yàn)評價(jià)內(nèi)容 試驗(yàn)前后水珠與試件表面接觸角變化試驗(yàn)前后水珠與試件表面接觸角變化表面光澤變化以及涂膜粉化表面光澤變化以及涂膜粉化色差嚴(yán)重程度變化來評價(jià)它們的耐老化性色差嚴(yán)重程度變化來評價(jià)它們的耐老化性 三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究 8 防護(hù)浸、涂材料的耐紫外防護(hù)浸、涂材料的耐紫外/冷凝加速氣候老化性能研究冷凝加速氣候老化性能研究

32、8.3 試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果 經(jīng)不同試驗(yàn)周期后的各項(xiàng)性能變化結(jié)果經(jīng)不同試驗(yàn)周期后的各項(xiàng)性能變化結(jié)果 表表11 保護(hù)材料紫外保護(hù)材料紫外/冷凝加速老化試驗(yàn)結(jié)果冷凝加速老化試驗(yàn)結(jié)果試試驗(yàn)驗(yàn)材材料料1000h1000h1500h1500h2000h2000h失光失光率率(%)(%)外觀外觀接觸角變接觸角變化率化率(%)(%)失光失光率率(%)(%)外觀外觀接觸角變接觸角變化率化率(%)(%)失光失光率率(%)(%)外觀外觀接觸角變接觸角變化率化率(%)(%)1#1# 無無100100 粉化粉化1 1級級100100 粉化粉化2 2級級1001002#2#58.758.7無無16.016.070.370.

33、3粉化粉化2 2級級32.932.985.285.2粉化粉化2 2級級變色變色4 4級級52.552.53#3#3.43.4無無8.88.816.216.2無無15.415.442.042.0粉化粉化1 1級級變色變色1 1級級17.117.14#4# 無無94.094.0 粉化粉化2 2級級96.496.4 粉化粉化3 3級級1001005#5# 無無66.466.4 粉化粉化2 2級級86.486.4 粉化粉化3 3級級93.893.8三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究8 防護(hù)浸、涂材料的耐紫外防護(hù)浸、涂材料的耐紫外/冷凝加速氣候老化性能研究冷凝加速氣候老化性能研究 8.3試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果 不同試驗(yàn)

34、周期后，不同試樣表面水珠接觸角不同試驗(yàn)周期后，不同試樣表面水珠接觸角試驗(yàn)時間變化關(guān)系試驗(yàn)時間變化關(guān)系比較比較圖圖5 5 紫外冷凝加速老化試驗(yàn)接觸角變化率隨時間關(guān)系紫外冷凝加速老化試驗(yàn)接觸角變化率隨時間關(guān)系三 試驗(yàn)結(jié)果及分析、研究 8 8 防護(hù)浸、涂材料的耐紫外防護(hù)浸、涂材料的耐紫外/ /冷凝加速氣候老化性能研究冷凝加速氣候老化性能研究8.38.3討論與分析討論與分析（1 1）自潔性能比較）自潔性能比較 試驗(yàn)前硅烷類浸漬防護(hù)材料水珠與表面之間的接觸角較大，平均值分別 到129和144，表現(xiàn)良好的自潔性，但僅經(jīng)1000h試驗(yàn)后，其接觸角迅接觸角迅 速下降速下降，變化率分別高達(dá)94%和64%，幾乎喪失了自潔性能