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　　在我國(guó)西北地區(qū),混凝土遭受著凍融循環(huán)和鹽類侵蝕的雙重破壞作用,研究其抗鹽凍性對(duì)于工程安全及使用年限意義重大。采用3類常用的涂料即水性滲透型無機(jī)防水劑、水泥基滲透非結(jié)晶型防水材料和水泥基滲透結(jié)晶型防水材料分別2次涂刷混凝土表面,在3.5%NaCl溶液和5%Na2SO4溶液中對(duì)混凝土進(jìn)行“快凍”試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,3種類型的涂料都可以提高混凝土的抗鹽凍性能,其中無機(jī)水性水泥密封防水劑效果非常好。此研究可為滲透型防水涂料在我國(guó)西北地區(qū)混凝土工程中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

　　中圖分類號(hào):TU528.32  文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A  文章編號(hào):1672—1144(2010)01—0069—02

　　我國(guó)西北地區(qū)不僅氣候寒冷,而且擁有較多的鹽漬土區(qū)域,在這樣惡劣的環(huán)境中混凝土常常遭受著鹽類侵蝕和凍融循環(huán)的雙重破壞作用,使混凝土工程面臨著嚴(yán)峻的耐久性問題[1]?？果}凍性與混凝土材料本身的滲透性密切相關(guān),而環(huán)境因素對(duì)混凝土的物理、化學(xué)侵蝕多從表面開始,故提高表層混凝土的抗?jié)B性無疑是解決混凝土鹽凍破壞的一條有效途徑,而使用滲透型防水涂料則是提高表層混凝土抗?jié)B性的主要措施之一[2~4]。本文結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?選用目前市場(chǎng)上常用的3種不同類型的滲透型防水涂料,通過快凍試驗(yàn)研究了防水涂料對(duì)混凝土抗鹽凍性的影響,從而為此類材料的工程應(yīng)用提供理論依據(jù)。

　　1試驗(yàn)

　　1.1混凝土原材料與配合比

　　本試驗(yàn)采用拉法基P·O42.5R水泥;細(xì)集料為細(xì)度模數(shù)為2.7的中砂,表觀密度為2.52g/cm3,顆粒級(jí)配良好;粗集料為石灰?guī)r碎石,5mm~10mm連續(xù)級(jí)配,表觀密度為2.71g/cm3;脫模劑為肥皂水?；炷僚浜媳燃捌?8d強(qiáng)度見表1。混凝土采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌,機(jī)械振動(dòng),鋼模成型,新拌混凝土具有較好的和易性,坍落度為55mm。試件振動(dòng)密實(shí)后,在其表面覆蓋塑料薄膜,24h后脫模,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。

　　1.2滲透型防水涂料及其作用機(jī)理

　　(1)水泥基滲透結(jié)晶型防水材料:Penetron401防水涂料,深灰色粉狀固體,美國(guó)ICS/PENETRON國(guó)際有限公司生產(chǎn),用代號(hào)“P”表示。

　　Penetron防水材料是由硅酸鹽水泥、特殊的活性化學(xué)物質(zhì)、石英砂等配制而成的一種粉狀水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。與水作用后,材料中含有的活性化學(xué)物質(zhì)通過載體向混凝土內(nèi)部滲透,在混凝土中形成不溶于水的硅酸鈣等結(jié)晶體,填塞毛細(xì)孔道,使混凝土致密,防水[5,6]。

　　(2)水泥基滲透非結(jié)晶型防水材料[7]:施而固US-1510防水涂料,藍(lán)灰色粉狀固體加白色乳液,北京領(lǐng)邦施而固新材料股份有限公司生產(chǎn),用代號(hào)“U”表示。

　　US-1510防水涂料是一種聚合物改性水泥基滲透非結(jié)晶型材料,以高強(qiáng)度水泥、活性物質(zhì)、微硅粉配制,并經(jīng)亞克力聚合物增強(qiáng)劑改性而成。亞克力增強(qiáng)劑能夠改善水泥基防水材料的物理性能,微硅粉與水泥石中的游離鈣生成極小的球狀非晶態(tài)水化硅酸鈣,從而填充、密實(shí)水泥石中的孔隙[7]。

　　(3)水性滲透型無機(jī)防水劑:M1500無機(jī)水性水泥密封防水劑,半透明狀液體,杭州眾城防水工程有限公司生產(chǎn),用代號(hào)“M”表示。

　　M1500無機(jī)防水劑以堿金屬硅酸鹽溶液為基料,加入催化劑、助劑,經(jīng)混合反應(yīng)而成。具有較高滲透性,直接噴涂于混凝土表面,能迅速滲入內(nèi)部,與水泥石中的堿類物質(zhì)反應(yīng)生成不溶于水的針片狀硅酸鈣晶體,從而堵塞內(nèi)部孔隙,增加密實(shí)度,形成可靠的耐久防水層[8,9]。

　　1.3試驗(yàn)方法

　　1.3.1混凝土抗鹽凍試驗(yàn)

　　采用40mm×40mm×160mm的棱柱體試件,凍融介質(zhì)為濃度3.5%的NaCl溶液和濃度5%的Na2SO4溶液[10],在試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至14d時(shí)(包含成型脫模時(shí)間),取出試件,按規(guī)定方法涂刷涂料,繼續(xù)標(biāo)養(yǎng)至24d時(shí),浸入凍融介質(zhì)中4d,然后放入TDR混凝土快速凍融實(shí)驗(yàn)箱中開始快凍試驗(yàn)。為了精確記錄混凝土的性能變化過程,將測(cè)試間隔定為20次凍融循環(huán),并且每次間隔期間更換一次鹽溶液,采用相對(duì)動(dòng)彈性模量和質(zhì)量損失作為評(píng)定指標(biāo)。采用DT16-W動(dòng)彈儀自動(dòng)測(cè)定動(dòng)彈性模量,采用感量為0.1g的電子天平測(cè)定試件質(zhì)量。當(dāng)試件的相對(duì)動(dòng)彈性模量下降至60%或質(zhì)量損失達(dá)5%時(shí)[10],評(píng)定混凝土完全破壞。

　　1.3.2涂料涂刷每種涂料均分為兩次涂刷,每次涂刷之前試件均須處于飽和面干狀態(tài),所不同的是水泥基滲透非結(jié)晶型防水材料在第一遍涂刷完約12h后才可以涂刷第二遍。每種涂料單次涂刷用量及比例見表2。

　　2·試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　2.1在3.5%NaCl溶液中涂料對(duì)混凝土抗鹽凍性的影響

　　圖1為不同類型的混凝土試件在3.5%NaCl溶液中進(jìn)行凍融循環(huán)時(shí)的質(zhì)量損失和相對(duì)動(dòng)彈性模量變化規(guī)律。

　　由圖1可知,經(jīng)過20次凍融循環(huán)后,K試件因相對(duì)動(dòng)彈性模量下降至60%以下而破壞,這是由于試件水灰比較大,導(dǎo)致混凝土的整體抗?jié)B性降低,使鹽溶液較多的進(jìn)入到混凝土內(nèi)部,在結(jié)冰壓等因素作用下使內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞[11]。P試件和U試件分別在40次和60次凍融循環(huán)后破壞。由于水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料和水泥基滲透非經(jīng)晶型防水涂料都可以密實(shí)混凝土,且涂層本身也都能夠起到防護(hù)作用[6,7],故提高了混凝土的抗鹽凍能力。但二者的組成成分和作用機(jī)理卻不盡相同,水泥基滲透非結(jié)晶型防水涂料中特有的聚合物增強(qiáng)劑,提高了涂層的韌性、密實(shí)性以及涂層與基層材料的粘結(jié)強(qiáng)度[7],故U試件的抗鹽凍性較好。M試件經(jīng)過80次凍融循環(huán)后破壞,其抗鹽凍能力非常好。

　　2.2在5%Na2SO4溶液中涂料對(duì)混凝土抗鹽凍性的影響

　　圖2為不同類型的混凝土試件在5%的Na2SO4溶液中進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)的質(zhì)量損失和相對(duì)動(dòng)彈性模量變化規(guī)律。

　　由圖2可知,空白試件在80次凍融循環(huán)后,在溶液凍結(jié)時(shí)產(chǎn)生的膨脹壓、低溫時(shí)硫酸鈉以Na2SO4·10H2O結(jié)晶析出而產(chǎn)生的結(jié)晶壓以及腐蝕產(chǎn)物的內(nèi)應(yīng)力等因素的綜合作用下破壞[12]。

　　P試件U試件變化規(guī)律基本一致,由于涂層的保護(hù)作用在100次凍融循環(huán)后破壞,M試件則因水性滲透型防水劑的作用在120次凍融循環(huán)后破壞。

　　結(jié)語(yǔ)

　　(1)試驗(yàn)結(jié)果表明:水泥基滲透結(jié)晶型涂料、水泥基滲透非結(jié)晶型涂料、水性滲透型無機(jī)防水劑都可以提高混凝土在3.5%NaCl溶液中的抗鹽凍能力。涂料對(duì)提高混凝土抗氯鹽凍融能力的作用大小依次為:M>U>P。

　　(2)3種類型的涂料均可以提高混凝土在5%Na2SO4溶液中的抗鹽凍能力,水性滲透型無機(jī)防水劑效果非常好,水泥基滲透結(jié)晶型涂料和水泥基滲透非結(jié)晶型涂料的作用效果基本一致,且均低于水性滲透型無機(jī)防水劑。

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