【山东混凝土搅拌机】混凝土外涂层如何保护钢筋混凝土

 

摘要：对钢筋混凝土实施“附加措施”之目的，是提高其耐久性。因此，要求“附加措施”本身必须是耐久的。从此意义上讲，一些混凝土外涂层，其自身寿命不长，重新涂敷往往很困难，甚至是不可能的，于是在应用方面受到限制。但能与混凝土匹配的水泥基聚合物涂层、防腐砂浆等却在迅速发展中，因其耐久性好、施工简单、价格适中，国内外已大量用于新建工程和老工程修复。此外，对于工业建筑中的强腐蚀环境，厚涂层、隔离层、衬砌层等，都是有效的，有时甚至是唯一可选择的防护方法。

世界一些国家的腐蚀损失，平均可占国民经济总产值的2%～4%；其中，被认为与钢筋腐蚀有关者可占40%(至今我国尚无确切统计数据)。

我国海港码头不能耐久，北方使用化冰盐，桥梁道路遭破坏。以北京立交桥为例，仅使用19年的西直门立交桥(已重修)，钢筋锈蚀破坏十分明显与严重。我国存在着广泛的腐蚀环境,北方地区使用化冰盐有增无减，而桥梁道路却未采取应有的防护措施(甚至“规范”中无防盐腐蚀要求)；我国海岸线很长，而大规模的基本建设大都集中于沿海地区，以往的海港码头等工程，多数达不到设计寿命要求；特别是沿海一带河砂已呈短缺现象，滥用海砂则其害无穷；我国还有广泛的盐碱地(石油基地)，其腐蚀条件更为苛刻；特别应该指出的是，我国工业环境中的建筑物，其钢筋锈蚀破坏十分普遍与严重，有调查报告表明，大多数工业建筑达不到设计寿命的年限，目前正在进入大规模修复的时期。因此，我国钢筋锈蚀破坏的形势是严峻的。

混凝土耐久性已是当今世界的重大问题，在第二届国际混凝土耐久性会议上，梅塔教授指出 ：“当今世界混凝土破坏原因，按递减顺序是：钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用”。他明确 将“钢筋锈蚀”排在影响混凝土耐久性因素的首位。而来自海洋环境和使用“防冰盐”中 的氯盐，又是造成钢筋锈蚀的主要原因。当然，混凝土中性化、冻融等也促进钢筋腐蚀破坏 。

混凝土中钢筋锈蚀，成为当今影响钢筋混凝土结构物耐久性的主导因素之一，因此，人们在认识和重视钢筋锈蚀危害的同时，将防止钢筋锈蚀的技术措施作为重点进行研究，并作为提高钢筋混凝土结构物耐久性的主攻方向之一。

按照国内外目前的相关规程、规范的规定，保护钢筋、提高钢筋混凝土结构物耐久性的技术措施，一般划分为两大类，即“基本措施”和“附加措施”。

提高混凝土自身对钢筋的保护能力，是最重要、最根本的防护原则。目前国内外一大批研究者和工程人员，正在致力于改善和提高混凝土的密实性、减少裂纹的产生等。其中，“高性能混凝土”的研究就是重要方面，并取得了可喜进展。但由于混凝土材料的多孔性和施工易产生裂纹等问题，是很难彻底解决的，到目前为止，“附加措施”仍然是十分重要和不可缺少的。特别在较严酷的腐蚀环境中，单靠混凝土自身不足以实现耐久性保护，“基本措施”与“附加措施”两者的相互搭配、有机结合，往往是防护措施与获得长期经济效益的最佳方案。

“附加措施”有多种，加防护涂层，是“附加措施”中常用的方法。其出发点是隔离环境、弥补混凝土多孔性的缺陷。近15年来，带涂层的钢筋得到迅速发展和应用，典型的就是“环氧树脂涂层钢筋”（本文不多加介绍）。多年的实践证明，这些方法都是有效的，各自有其独特的优点，同时也存在其不足或局限性。

 

混凝土外涂层

1．水泥基覆层(砂浆)

(1)普通水泥砂浆层

在混凝土外表面涂抹5～20 mm厚的水泥砂浆层，在减缓碳化影响方面有一定作用，砂浆越密实效果越明显。本方法最为经济方便，可用于很轻微的腐蚀环境中。

(2)聚合物改性水泥砂浆层

这是近些年发展起来的新型混凝土覆面材料，聚合物大都以乳液形式掺入水泥砂浆中，大大提高了砂浆层密实性和粘接力。可在潮湿基面上施工，不需要专业防腐队伍，其耐久性可与基体(混凝土)保持一致等。国内外用于砂浆层中的聚合物品种越来越多，如丙烯酸类乳液、己烯基树脂乳液、环氧树脂乳液等，更多的是多种聚合物的配合使用，进一步提高了砂浆层的保护性能。国外已大量用于工业建筑、桥梁、海工建筑物的新建工程和老工程的修复。我国已有丙乳砂浆、氯丁胶乳砂浆等品种，近年来又出现一些新的品种。如冶金部建筑研究总院研制的FC-01、RP—W系列防腐砂浆，不仅可用于混凝土的面层保护，而且对于已锈钢筋的修补和再防护，有着特殊的效能，应用面日趋广泛。

聚合物改性水泥砂浆层有着良好的密实、抗渗性，并兼有耐磨、粘接力强等优点，若配有阻锈成分，对钢筋的保护能力会更强(如FC—01、RP—W等)。主要用于各种盐类存在的(如氯盐、硫酸盐)强腐蚀环境，如工业建筑、盐碱地建筑、海工工程、撒化冰盐的桥梁等，更大量用于已有建筑物的修复工程。美国还用于停车场的新建和修复工程。在国外有专门生产聚合物水泥砂浆的厂家，是正在发展的新材料、新产品。国内也有良好的发展前景。

聚合物改性水泥砂浆毕竟是水泥基材料，原则上是不耐酸的，因此不适宜在较强的酸性环境中采用。

(3)渗透型涂层

利用混凝土“可渗透”的特点，在混凝土表面涂以渗透型涂层材料，这些渗入的物质，可与混凝土组分起化学作用和堵塞孔隙，或自行聚合形成连续性憎水膜。这样，在混凝土表面深入内部的一定范围内(如3～5 mm)，形成一个特殊的防护层，它能有效的阻止外界环境中腐蚀介质进入混凝土中，从而保护混凝土与钢筋免受腐蚀。

渗透型涂层的典型代表应属有机硅类材料，如烷基烷氧基硅烷等。含有机硅树脂的稀溶液，具有很强的渗透性，它本身有很强的憎水性，并能与混凝土组分起作用，可堵塞空隙和在孔壁形成憎水膜。能防水但允许气体交换，有“呼吸”功能。此类渗透型涂层，大都用于轻腐蚀环境下的防混凝土“老化”，如防碳化、中性化等，有效期可达10年。

与渗透型涂层类似、又有区别的一种叫做浸渍型涂层，是用聚合物单体以浸渍的方法渗入混凝土中，并在其内聚合，形成一层不透水的保护层。本方法适宜于小型构件，如通过盐湖、盐碱地的铁路所采用的钢筋混凝土枕块，就曾经使用聚合物浸渍的方法，并收到良好效果。

(4)混凝土表面涂层

可用于混凝土表面的涂覆层，是种类最多、最普遍的防护涂层，大致可分为：

沥青、煤焦油类：大量用于地下工程，有较好的防水、防腐性能，价格低廉。适量环氧树脂加入其中，能大幅度提高其防护能力与粘接力。由于颜色大都是黑色，很少用于外露结构。

油漆类：市面上油漆有上百种，防护性能、价格差异很大，可根据腐蚀环境、结构要求等选择使用。由于混凝土具有强碱性，所选油漆必须是耐碱的；混凝土表面可能有各种因素造成的裂纹，具有一定弹性的油漆，会有更好的防护效果。油漆类涂层一般不能在潮湿基面上施工，易老化、不耐久等也是其不足之处。

防水涂料：在中性环境、一般腐蚀条件下，能有效防止水、水汽进入混凝土中，则能起到防止、减缓钢筋混凝土腐蚀的效果。从此意义上讲，防水、防腐是密不可分的。为减轻环境污染，水基、无溶剂类防水涂料正在迅速发展。该类涂料存在着防腐能力不强、耐久性不足等问题，有待于进一步改进与提高。

树脂类涂料：环氧树脂、己烯基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等都可用于混凝土的面层涂料，以环氧树脂为主的涂层，有较好的防护性能和耐久性，可用于较严酷的腐蚀环境中。树脂类涂料价格较贵，一般不能在潮湿基面上施工。

(5)隔离层

在强腐蚀环境中(如工业建筑中的各类无机、有机酸液及其气氛，强碱、硫酸盐、氯盐等)，一般的防护涂层不能达到对钢筋混凝土防护目的，必须采取隔离层的方法。

玻璃鳞片覆层：在树脂类材料中掺入很薄的玻璃鳞片，以数毫米的厚型涂层涂覆在混凝土表面，以达到较长期的完全隔离环境之目的。如环氧树脂玻璃鳞片覆层，已成功应用于酸气烟道和强腐蚀的烟囱内壁的防护。

玻璃钢隔离层：在混凝土表面涂一层树脂(如环氧树脂)，再粘铺一层玻璃布或无纺布，再在布面上刷涂树脂后再粘铺布。可根据需要粘铺多层，称作玻璃钢隔离层。施工质量良好的该类隔离层，能在一定年限内，很好地隔绝外界腐蚀介质与混凝土的接触，从而保护混凝土和钢筋免受侵蚀。本方法价格较贵，存在老化问题，但在强酸、碱环境中还是经常采用的。

砖板、橡胶衬里层：采用树脂胶泥、树脂砂浆(如环氧树脂、呋喃树脂等)做胶结料，将耐酸砖板、石材或橡胶板等衬砌在混凝土表面，以阻止外界腐蚀介质的渗入。这在化工、冶金、制药等强腐蚀工业厂房中，是经常使用的防腐措施。如楼地面、建筑与设备基础、槽池等，可取得很好的防护效果。与施工质量关系密切，费用较高。

由上可见，在混凝土外表面采用防护层的措施，在很大程度上可达到对于钢筋混凝土结构的防护目的，特别是小范围、强腐蚀环境中(如某些工业厂房)，采取外防护措施可能是首选方案。但对于处在自然环境中的大量钢筋混凝土建筑物(如工业大气、海洋环境等)，外层防护措施，或因自身耐久性不足、或因造价太高、施工不便等，使其应用受到一定限制。据悉，美国混凝土学会(ACI)首推三种措施(钢筋阻锈剂、环氧树脂涂层钢筋和阴极保护)作为通常环境下防止混凝土中钢筋锈蚀的主要方法