混凝土养护剂

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混凝土养护剂范文第1篇

关键词：混凝土养护剂；海管；混凝土配重层；应用

中图分类号：TU71 文献标识码：A

1 概述

海洋工程用油气输送管道，通常在管道外防腐层表面采用喷射或挤压方式涂敷一定厚度的混凝土配重层，用以保持其海底稳定性、保护其外防腐涂层免受机械损伤。混凝土是水硬性材料，混凝土养护是保证混凝土施工质量的一项重要工序。在混凝土强度增长期，为避免表面蒸发和其他原因造成的水分损失，使混凝土水化作用得到充分的进行，保证混凝土的强度、耐久性等技术指标，同时为防止由于干燥而产生裂缝，必须对其进行养护。海管配重层混凝土现有养护方式是采用缠绕塑料薄膜遮盖的养护方法，特殊情况加盖草袋养护。其缺点是，易出现薄膜缠绕不均，局部混凝土外露，水分散失易产生裂纹，甚至混凝土强度达不到设计要求；养护结束后，需要较多的物力、人力除去塑料薄膜，产生大量的废弃塑料，造成“白色污染”，不利于环境保护。一种海管配重层混凝土养护剂及其配套喷涂工艺设备的工程应用，较好的解决了上述问题。

2 海管混凝土配重层混凝土养护剂的选择

JX-10B型混凝土养护剂是一种有机无机复合型养护剂，其主要成膜物质为水溶性硅酸盐和合成树脂乳液。这种养护剂以水为分散介质，无毒、不燃，使用方便。当这种养护剂被喷涂于新成型的水泥混凝土表面后，合成树脂乳液和水溶性硅酸盐协同成膜，形成一层不透水汽的密封薄膜层，使混凝土保持湿润状态，达到养护的目的。实测材料特性如下：

外观：无色透明液体；固体含量：23.1%；干燥时间：1h；保水率：91.0%。

3 施工工艺

3.3 操作方法

3.3.1 接通气源、电源，根据预先设定的养护剂用料量，调节隔膜泵的流量。

3.3.2 打开控制盒上的“喷枪按钮”，打开喷枪开关。

3.3.3 调节控制盒上的“扇形”控制按钮，调节喷枪的雾化及喷幅等参数。

3.3.4 将养护剂溶液喷涂在刚涂敷完的海管配重层混凝土表面上，为保证喷涂效果，减少料液的雾化损失，喷枪口距海管配重层混凝土外表面30mm左右为宜。

3.4 养护剂用量

养护剂喷洒的厚薄用每1kg溶液的喷涂面积来控制。喷涂面积过大则厚度太薄，影响混凝土强度；面积过小，则厚度大，造成浪费。JX-10B型混凝土养护剂用于海管配重层混凝土养护，按每1kg溶液喷洒1.5m2～2m2进行控制。

4 工程应用效果

4.1 涂层外观

采用JX-10B型养护剂喷涂的试验管，刚喷涂完的试验管外表面为乳白色，5个小时后，形成一层致密且坚硬的保护膜。1d 、3d、7d、28d后观测，涂层外观未出现开裂。

4.2 混凝土强度

取生产当天的混凝土制作立方体试件，采用养护剂养护，实测7d龄期强度值为52.9 MPa；28d龄期强度值为64.1MPa，满足项目“7d强度值46.0MPa，28d强度值62.0MPa”的指标要求。

4.3 混凝土配重层吸水率

混凝土配重层养护剂养护28d后，从混凝土配重层上钻取核件进行吸水率试验，实测吸水率为2.5%，满足项目“吸水率小于4%”的指标要求。

4.4 混凝土配重层抗推脱性能

4.5 混凝土配重层抗冲击性能

4.6 环境保护

以往海管混凝土配重层缠绕塑料膜养护，养护期结束，需要将塑料膜划开、剥离，从而产生了大量的废弃塑料，造成“白色污染”。而采用混凝土养护剂后，彻底避免了这一现象。

4.7 养护场地周转效率

海管混凝土配重层使用混凝土养护剂养护，对于配重层需要修补的位置，当天就可以修补，4天后就可以进行海管倒运，缩短了海管在场地的堆放养护时间，提高了场地的周转利用率，特别是在工程项目较多、工期紧张的情况下，尤显重要。

4.8 经济性

混凝土养护剂的价格约为0.30万元/吨，每吨可以喷涂的海管混凝土配重层面积约为1500～2000m2，塑料薄膜的价格约为1.3万元/吨，每吨可缠绕的海管混凝土配重层面积为3500m2。据此测算，采用养护剂每平米的养护成本为1.5～2.0元，而采用塑料薄膜每平米的养护成本为3.7元，采用养护剂养护较采用塑料薄膜养护，材料成本至少降低了45%。

5 工程应用中需注意的问题

养护剂应在有效期内使用，且应在使用前将养护剂搅拌均匀。养护剂为厂方配好的标准养护剂液，使用时严禁加水稀释。实际生产过程中，应根据项目管径的大小，调节喷涂设备的流量、喷枪的喷幅、喷枪距配重层表面的距离，确保喷出的液体呈雾状，不漏喷。雨天不宜进行养护剂喷涂作业，养护剂未成膜前（成膜一般需 2 h～3h）一旦受到雨淋，应立即采取有效措施对海管混凝土配重涂层进行苫盖，并在雨后重新喷涂一层养护剂。对于在吊装、倒运过程中偶然出现的混凝土配重层脱落部位，应在场地适时修补，并采用便携式喷雾器对修补后的混凝土表面补喷养护剂。养护剂喷涂时，操作人员应正确配戴劳动防护用品，且不得站在顺风位置。

结语

JX-10B型混凝土养护剂及配套喷涂工艺设备在海管配重工程上进行了应用，养护剂养护的海管混凝土配重层性能指标满足项目需要。与以往采用塑料薄膜养护相比，海管混凝土配重层采用养护剂养护不仅缩短了养护时间，而且避免了塑料薄膜养护所产生的“白色污染”，既节能减排、科学环保，又有利于场地周转、节约生产成本，海管混凝土配重层养护质量也得到了充分保障，其在海管混凝土配重涂敷领域具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]徐汉丰.新型混凝土养护剂的研究与应用[J].工业建筑，1998，28（12）：48-50.

[2]JC 901-2002.水泥混凝土养护剂标准[S].

[3]寿崇琦，张志良，等.高分子乳液型水泥混凝土路面养护剂的研制[J].公路交通科技，2004，21（1）：3-6.

[4]GB/T 50081-02.普通混凝土力学性能试验方法标准[S].

混凝土养护剂范文第2篇

关键词：混凝土 温度应力 养护

1 概述

混凝土结构作为现代最重要的工程建设材料之一，对世界的发展和建设起着无可替代的作用，但是由于温度分布不均匀而导致的内部温度应力不可避免，对结构的强度和耐久性具有很大的威胁。当温度应力大于混凝土的抗拉极限强度时，常会在混凝土结构物变截面或者断面较小的部位产生裂缝。

1.1 温度应力产生原因。温度应力的产生是由混凝土的结构组成决定的，因为混凝土是骨料、气体、水分、水泥石等组成的非匀质材料。在混凝土浇筑后的硬化过程中，会产生大量的水化热，而混凝土本身体积大、导热系数小。这样，大量的水化热聚积在内部，导致内部温度上升速度太快，而结构外部的温度又在下降，内外形成极大的温度差。一方面，温差的产生会使混凝土内部产生一定的温度应力，用来平衡结构内部与外部热胀冷缩程度的不同。另一方面，气温的下降也是温度应力产生的一个因素。这样，在这两方面因素的共同作用下，温度应力的产生很难避免，但是在一定的措施下可以适当地减小这种不利的应力。

1.2 温度应力的危害。温度应力的存在，不仅对结构的耐久性构成极大的威胁，降低了资源的利用率，而且是人们的生命财产安全受到损害的隐患。在施工过程中经常会出现温度裂缝，特别是在梁板交接处、厚度突变出处以及梁板钢筋的上部，这些裂缝的出现和温度应力有很大的关系。混凝土裂缝的出现较为普遍，已经引起广大工程和设计人员的重视。混凝土在建设中的重要地位，使得其良好的质量保证必不可少，因而决定了温度应力的危害不容忽视。

2 减小温度应力的措施

通常根据不同原理，可以采用不同的措施来减少温度应力，每种方法都是围绕着混凝土的水化作用顺利进行，减小水化热进而降低内部温度，或者减慢结构外部温度降低速度两方面展开，分别介绍如下：

2.1 调整组分比例。混凝土中的各组分作用不同，不同的比例对其性质的影响很大。其中，选择热水泥或者低热水泥对体积较大的结构减小温度应力具有一定的作用，应优先选择粉煤灰水泥、火山灰水泥、矿渣水泥或者复合水泥。此外，减小水泥的用量，可使得混凝土温度相应下降，实验表明，如果水泥用量减少，结构内部温度相应降低。这样，也是充分利用了混凝土的后期强度。另外，在保证强度指标的前提下，活性掺合料的掺加对降低温度也起到一定的作用，而且这种效果随着掺加的比例增大而明显。

2.2 添加外加剂法。减水剂、增塑剂、引气剂、缓凝剂等外加剂，在改善混凝土拌合物的性质方面作用很大。减水剂、引气剂可以改善混凝土拌合物的流动性，缓凝剂、速凝剂可以调节混凝土凝结时间和硬化性能，引气剂还可以改善混凝土的耐久性。混凝土的流动性、粘聚性、保水性等性质改善后，可以改善整个混凝土结构的性质，减小温度应力的产生。另一方面，由于外加剂的减水和分散作用，在降低用水量和提高强度的同时，还可以推迟放热峰出现的时间，降低水化热，从而减小温度应力。

2.3 加强养护。混凝土的强度发展取决于水化状况，而温度和湿度是影响水化速度和程度的重要因素，所以在混凝土浇筑成型后，必须在一定时间内保持适当的温度和足够的湿度，减小温度应力的产生。混凝土养护可以提供水泥水化作用必须的适当温度，保证正常的水化作用，减小温度应力。如果养护不及时，不充分或者不恰当，都会造成结构内部温度应力的增加，使结构产生收缩裂缝，降低强度。养护的方法按照养护工艺的不同分为自然养护和加热养护两大类，自然养护又分为覆盖浇水养护、塑料薄膜养护和薄膜养生液养护，加热养护又分为蒸汽养护和太阳能养护。一般情况下，夏季主要以洒水为主，冬季主要以覆盖为主。

3 施工养护

3.1 养护的意义。混凝土的养护措施包括养护方法和养护时间，只有采用合适的养护方法并养护合理的时间，才能发挥养护的作用。时间表明，养护措施可得益于好的混凝土拌合物，但是养护不好则会损害混凝土拌合物。同时，养护充分不能补救不好的混凝土拌合物，所以首先要采用正确的配合比，得到好的拌合物。

合理的养护措施可保证混凝土硬化过程的正常发展。例如，在高温天气施工时，混凝土养护可以保证混凝土表面不出现早期干燥，在结构周边创造一个高湿度的环境。必须注意的是，混凝土表面一旦出现干燥，再采取措施则为时已晚，因此养护时要格外慎重。科学确定混凝土的养护期是一个困难问题，目前采用的方法是规定混凝土养护终止前，混凝土表面层的渗透率达到规定的某一限值，这一限值由结构所处环境和水泥品种有关。

3.2 自然养护。覆盖浇水养护，是根据外界气温在混凝土浇筑完后3-12小时用草帘、芦席、麻袋等材料将混凝土表面覆盖，并浇水保持湿润的方法，应用广泛。混凝土的浇水养护时间规定如下：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7天；添加缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土不得少于14天；其他品牌水泥拌制的混凝土，应根据水泥的技术性能确定。

塑料薄膜养护，是将塑料薄膜直接覆盖在混凝土构件上，使之与空气隔绝，防止水分蒸发的方法。通常采用双层薄膜，上层黑色，下层透明，四周必须压严。这种方法的优点是操作方便，可循环利用，节约资源，降低成本，且能提高混凝土的早期强度，加速模具的周转。

薄膜养生液养护，是将可成膜的溶液喷洒在混凝土表面，使其表面与空气隔绝，原理是溶液挥发后在混凝土表面凝结成一层薄膜，这样就能将混凝土中的水分封闭，使水化作用顺利完成。这种方法是适用情况是表面积较大的混凝土施工。常见的塑料薄膜养护剂有氯乙烯―乙烯养护剂和过氯乙烯树脂塑料薄膜养护剂。这两种养护剂的来源不同，前者比较简单，市场上有成品销售，后者则需要由过氯乙烯树脂、苯二甲酸二丁酯等多种原料现配。

3.3 加热养护。为了加快预制构件的强度增长速度，常采用加热养护方法。蒸汽养护，是采用养护坑并覆盖养护罩或帆布、油布的方法。蒸汽养护分为四个阶段，分别为静停阶段、升温阶段、恒温阶段和降温阶段。静停阶段是指混凝土浇筑完毕后在室温下放置的时间，一般2-6个小时；升温阶段是由原始温度上升至恒温的阶段，升温速度的控制特别重要；恒温阶段是强度增长最快的阶段，要保持较大的相对湿度；降温阶段时混凝土已经硬化，如果降温过快会使混凝土表面产生裂缝。因此，为防止由于蒸汽温度骤变引起的裂缝产生，必须严格控制升温和降温速度。太阳能养护是直接利用太阳能加热养护棚内的空气，使得混凝土在足够温湿度下养护的方法。养护棚主要由棚罩式和覆盖式，棚罩式养护是在混凝土构件上加盖养护棚罩，棚罩的材料以透明玻璃钢和透明塑料薄膜为佳，棚罩内的空腔不易过大，一般略大于混凝土构件即可；覆盖式养护是在混凝土成型、表面略平后进行养护，塑料薄膜为黑色，，采用搭接时，搭接长度应大于30cm，覆盖时应紧贴四周，用沙袋或其他重物压紧盖严。

4 总结

混凝土建筑在现代工程建设中的地位越来越重要，解决混凝土结构在施工和使用过程中的问题也更加重要，温度应力的存在对混凝土的不利影响不容小觑，因此应该引起人们的重视，并寻求解决方法。混凝土养护即是一种有效的方法，在不同的养护方法中，要根据情况合理选择方案，将混凝土的功能发挥到最大作用。

参考文献：

[1]胡新萍，孟胜国.混凝土结构中关于温度应力分析[J].山西建筑，2006.

[2]刘松涛，孟红旭.混凝土温度应力与混凝土病害的关系[J].科技信息.

混凝土养护剂范文第3篇

如果浇水一般都是冷水，会造成混凝土的表面温度急剧下降，将会造成混凝土内部与表面温度差值过大，甚至超过25度，就会出现混凝土表面变酥，失去强度，严重的还会出现裂缝，温度回升，其恶化的程度也不会恢复。

冬季养护混凝土的要点：

1、蓄热法。

蓄热法是利用原材料预热的热量及水泥水化热，在混凝土外围用保温材料严密覆盖，延缓混凝土的冷却速度，并在冷却过程中逐渐硬化，是混凝土能在正常温度条件下达到受冻条件下达到受冻临界强度的一种施工方法。

2、掺外加剂法。

此法是在混凝土拌制时掺加适量的外加剂，使混凝土强度迅速增长，在冻结前达到要求的临界强度，或者降低是的冰点，使混凝土在负温下能够凝结、硬化的方法。

3、电热法。

电热发是加将电能转换为热能来加热养护混凝土的方法，属于干热高温养护。

混凝土养护剂范文第4篇

关键字：混凝土；烧筑；温控措施

中图分类号：TV331文献标识码： A

1、混凝土浇筑的工艺流程

混凝土浇筑的施工过程包括浇筑前的准备作业，浇筑时的入仓铺料、平仓振捣和浇筑后的养护。

1.1、浇筑前的准备作业

浇筑前的准备作业包括基础面的处理、施工缝处理、立模、钢筋及预埋件安设等。

1.1.1基础面处理

对于砂砾地基，应清除杂物，整平建基面，再浇10~20cm低强度等级的混凝土作垫层，以防漏浆；对于土基应先铺碎石，盖上湿砂，压实后，再浇混凝土；对于岩基，在爆破后，用人工清除表面松软岩石、棱角和反坡，并用高压水枪冲洗，若沾有油污和杂物，可用金属丝刷刷洗，直至洁净为止，最后，再用高压风吹至岩面无积水，经质检合格，才能开仓浇筑。

1.1.2施工缝处理

施工缝指浇筑块间临时的水平和垂直结合缝，也是新老混凝土的结合面。在新混凝土浇筑前，必须采用高压水枪或风砂枪交款第混凝土表面含游离石灰的水泥漠清除，并使表层石子半露，形成有利于层间结合的麻面。对纵缝表面可不凿毛，但应冲洗干净，以利灌浆。采用高压水冲毛，视气温高低，可在浇筑后5~20h进行；当用风砂枪冲毛时，一般应在浇后一两天进行。施工缝面凿毛或冲毛后，应用水冲洗干净，使其表面无渣、无尘，才能浇筑混凝土。

1.2入仓铺料

1.2.1混凝土入仓铺料方法

平铺法：混凝土入仓铺料时，整个仓面铺满一层振捣密实后，再铺筑下一层，逐层铺筑。

台阶法：混凝土入仓铺料时，从仓位短边一端向另一端铺料，边前进边加高，逐层向前推进，并行成明显的台阶，直至把整个仓位浇到收仓高程。

斜层浇筑法：斜层浇筑法是在浇筑仓面，从一端向另一端推进，推进中及时覆盖，以免发生冷缝。斜层坡度不超过10度，否则在平仓振捣时易使砂浆流动，骨料分离，下层已捣实的混凝土也可能产生错动。浇筑块高度一般限制在1.5cm左右。当浇筑块较薄，且对混凝土采取预冷措施时，斜层浇筑法是较常见的方法，因浇筑过程中混凝土冷量损失较小。

1.2.2分块尺寸和铺层厚度

分块尺寸和铺层厚度受混凝土运输浇筑能力的限制。若分块尺寸和铺层厚度已定，要使层间不出现冷缝，应采取措施增大运输浇筑能力。若设备能力难以增加，则应考虑改变浇筑方法，将平铺法改变为斜层浇筑和台阶浇筑，以避免出现冷缝。为避免砂浆流失、骨料分离，宜采用低坍落度混凝土。

1.2.3铺料间隔时间

混凝土铺料允许间隔时间，指混凝土自拌合楼出机口到覆盖上层混凝土为止的时间，它主要受混凝土初凝时间和混凝土温控要求的限制。

混凝土铺料层间间歇超过混凝土允许间隔时间，会出现冷缝，使层间的抗渗、抗剪和抗拉能力明显降低。

混凝土初凝时间。它与水泥品种、外加剂掺用情况、气候条件、混凝土保温措施等均有一定关系。施工时可以通过试验确定。

允许间隔时间的确定。混凝土允许间隔时间，按照混凝土初凝时间和混凝土温控要求两者中较小值确定。混凝土温控允许间隔时间，可根据混凝土浇筑温度计算确定。

1.3平仓与振捣

卸入仓内成堆的混凝土料，按规定要求均匀铺平称为平仓。平仓可用插入式振捣器插入料堆顶部振动，使混凝土液化后自行摊平，也可用平仓振捣机进行平仓振捣。

2、混凝土的温控措施

混凝土与其它材料一样，也具有热胀冷缩的性质。在混凝土初凝阶段，会产生水化热，使混凝土的温度升高，当温度降低时便会收缩。由于混凝土的抗压强度远高于抗拉强度，在温度压应力作用下不致破坏的混凝土，当受到温度拉应力作用时，常因抗拉强度不足而产生裂缝。混凝土的温度裂缝主要有细微裂缝、表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。混凝土紧靠基础产生的贯穿裂缝，无论对坝的整体受力还是防渗效果的影响比之浅层表面裂缝的危害都大的多，表面裂缝也可能成为深层裂缝的诱发因素。因些，对混凝土应做好温度控制措施。

混凝土温度控制措施主要有减少混凝土的发热量、降低混凝土的入仓温度、加速混凝土散热等。

2.1减少混凝土的发热量

2.1.1减少每立方米混凝土水泥用量。 如：采用低流态无坍落度干硬混凝土；改善骨料级配；掺粉煤灰。

2.1.2采用低发热量的水泥。

2.2降低混凝土的入仓温度

2.2.1合理安排浇筑时间。如：春、秋季多浇，正午不浇，重要部位安排在低温季节、低温时段浇筑，以降低混凝土入仓温度，避免出现温度裂缝。

2.2.2采用加冰或加冰水拌合。

2.2.3对骨料进行预冷。方法有：水冷、风冷、真空气化冷却。

2.3加速混凝土散热

2.3.1采用自然散热冷却降温。采用薄层浇筑以增加散热面，并适当延长间歇时间。在高温季节，已采用预冷措施时，则可采用厚块浇筑，防止因气温过高而热量倒流，以保持预冷效果。

2.3.2在混凝土内预埋水管通水冷却。主要是在混凝土内预埋蛇形冷却水管，通循环冷水进行降温冷却。

3、混凝土养护

3.1洒水养护

3.1.1人工洒水。人工洒水可以适用于任何部位，有利于控制水流，可防止长流水对机电安装的影响。但由于施工供水系统的水压力有限和施工部位交通不便，人工洒水的劳动强度较大，洒水范围受到限制，一般难以保持混凝土表面始终湿润。

3.1.2自流养护。利用钻有小孔的钢管进行自流养护，其方法是在Φ25cm的钢管上按150cm的间距，钻一排Φ5cm的小孔，悬挂在大型模板下口或固定在混凝土表面上，从小孔中流出的微量水流，在混凝土表面形成“水套”。自流养护由于受水压力、混凝土表面平整度以及蒸发速度的影响，养护效果不稳定，必要时需辅以人工洒水养护。

3.1.3机具喷洒。机具喷洒是利用供水管道中的水压力推动固定在支架上的特殊喷头，在混凝土表面进行旋喷的摆喷。喷头可以自行加工，也可以利用农业灌溉中的机具。

3.2覆盖养护

对于已浇筑到顶部的平面和长期停浇的部位，可采用覆盖养护。覆盖养护的材料，根据实际情况可选用水、粒状材料和片状材料。粒状和片状材料不仅可以用于混凝土养护，而且也有隔热保温和混凝土表面保护的功效。

3.3化学剂养护

养护剂可分为成模型和非成模型两类，前者在混凝土表面形成不透水的薄膜，阻止水分蒸发，后者依靠浸透、毛细管作用，达到养护混凝土的目的。

混凝土养护剂范文第5篇

【关键词】海洋；钢筋混凝土；腐蚀；防护

一、概述

混凝土和钢筋混凝土作为主要的土木工程材料已广泛地应用于国民经济的各个领域，包括工业、民用、交通、水利、能源、国防和航空航天等领域，其使用量也是所有人造材料中最多的。而用混凝土和钢筋混凝土建造的建筑物和构筑物中有很大一部分，在使用期间常常受到腐蚀性介质的腐蚀。很长一段时间以来，绝大多数工程技术人员认为钢筋混凝土的耐久性是良好的，因此，对于腐蚀的危害性没有得到足够的认识。事实上，许多情况下必须对其采取防护措施，亦即应在设计、施工及建筑物的使用过程中采取适当的防护措施，否则，腐蚀性介质可能损坏建筑结构，甚至使其丧失使用价值。

二、钢筋混凝土的腐蚀机理

在海洋中，海水中含CO2、HCO-、SO42-、C1-、Mg2+和O2等，其中部分物质或离子-直接腐蚀混凝土，O2和Cl--直接引起钢筋锈蚀。

1.混凝土的腐蚀

（1）碳酸水的腐蚀

CO2会对与混凝土进行如下反应：

Ca（OH）2+CO2+H20CaCO3+2H20

CaCO3+CO2+H20Ca（HCO3）2

海水中的CO2将混凝土内部的Ca（OH）2转化为易溶于水的Ca（HCO3）2，因此水泥石中的Ca（OH）2就会不断溶失，此时实际上已转化成溶出性腐蚀，而且腐蚀速度更快。

（2）阳离子交换型腐蚀

某些物质能与硬化水泥石中的成分产生阳离子交换作用，新生成物不再能起到“骨架”作用，如Mg2+就能使混凝土的密实度降低或软化：

Mg2++Ca（OH）2Ca2++Mg（OH）2

Mg2++C-S-HCa2++M-S-H

Mg（OH）2和M-S-H均无凝胶特性。

（3）膨胀性腐蚀

水中的硫酸盐与水泥石中的Ca（OH）2起置换作用而生成石膏：

SO42-+Ca（OH）2+2H20CaSO4・2H20+20H-

石膏在水泥石中的毛细孔内沉积、结晶，引起体积膨胀，使水泥石开裂，最后材料转变成糊状物或无粘结力的物质。

同时，所生成的石膏还会与水泥石中固态单硫型水化硫铝酸钙和水化铝酸钙作用生成三硫型水化硫铝酸钙：

3CaO・Al2O3・CaSO4・19H20+2CaSO4・2H20+8H203CaO・Al203・3CaSO4・3lH20

4CaO・Al2O3・12H20+3CaSO4・2H20+12H203CaO・Al203・3CaSO4・3lH20+Ca（OH）2

生成的三硫型水化硫铝酸钙含有大量结晶水，其体积比原来增加1.5倍以上，因此产生局部膨胀压力，使水泥石结构胀裂，强度下降而造成破坏。

2.钢筋锈蚀

对钢筋混凝土结构，混凝土和钢筋密切结合，共同承担结构的物理和力学行为。在混凝土中存在大量的Ca（OH）2，使混凝土孔隙中充满饱和的Ca（OH）2溶液，其PH值大于12。钢筋在碱性介质中，表面能生成一层稳定致密的氧化物钝化膜，使钢筋免于锈蚀。

但是，当混凝土中存在Cl-且Cl-/ OH-的摩尔比大于0.6时，即使PH值高于12很多，钢筋表面的氧化物钝化膜也可能被破坏而遭受锈蚀，这是由于氯离子在这种条件下可以穿透或活化钢筋表面的氧化物保护膜，从而造成电化学腐蚀的条件。

氯离子穿透或活化氧化物保护膜，会使钢筋各部位的电极电位不同而形成局部电池，发生电化学反应：

Fe+2Cl-[FeCl2]2-

[FeCl2]2--2eFeCl2

FeCl2发生水解反应：

FeCl2+H2OFe（OH）2+2H++2Cl-

Fe（OH）2和溶解在水中的氧作用成Fe（OH）3，即：

4Fe（OH）2+O2+2H204Fe（OH）3

而被锈蚀。而Cl- 却可以重新在钢筋表面起作用，周而复始地促使铁的阳极氧化过程而自身并不消耗。所以氯离子对钢筋的腐蚀作用一旦发生，就会持续地无休止地进行下去，由此可见其危害性是相当巨大的。

另外，氯离子的存在还能造成钢筋表面的局部酸化，降低PH值，从而进一步促进铁的阳极氧化速度，在钢筋内部存在应力或有外界电流作用时，氯离子将加剧应力或电化学腐蚀。

铁转化成铁锈后，伴有体积的增加，增加量根据氧化状态不同而异，可增大到铁的6倍，致使混凝土保护层沿钢筋膨胀而开裂、起鼓、剥落，钢筋完全失去保护，因此，钢筋的锈蚀速度会更快，锈蚀使钢筋断面受损，降低钢筋的力学性能，特别对处于高应力状态下的高强预应力钢筋，腐蚀敏感性更高，可能发生突然断裂和造成事故。

三、钢筋混凝土的防腐原理

由于钢筋混凝土结构外部的介质首先腐蚀混凝土，然后通过混凝土影响钢筋。事实上对钢筋而言，混凝土即是决定钢筋性能的一种介质。所以，提高混凝土自身的防腐能力是确保钢筋免于腐蚀的基本条件：

（1）根据侵蚀环境的特点，合理选择水泥品种。如当水泥石遭受软水等侵蚀时，可采用水化产物中Ca（OH）2含量少的水泥；当水泥石处于硫酸盐的腐蚀环境中，可采用C3A含量小于5%的抗硫酸盐水泥等等。因此，为了提高硅酸盐水泥对多种介质的抗腐蚀能力，可掺入适宜的活性混合材料。

（2）提高混凝土的密实度。由于混凝土自身的特点，在混凝土内部存在连续的毛细孔隙，从而使腐蚀性介质极易通过孔隙浸入水泥石内部，加速水泥石的腐蚀。在实际工程中要提高用水泥制备的混凝土的密实度可采取各种措施，如选择级配良好的粗细骨料；合理的设计混凝土配合比；尽可能降低水灰比；改善施工方法以及掺入外加剂等，均能提高混凝土抗腐蚀的能力。

（3）在混凝土中掺加防腐阻锈剂

在混凝土中掺加防腐剂，能提高混凝土自身的防腐能力，从而减缓对钢筋的腐蚀。这是由于防腐剂可与有害物质化合成不溶性盐类或络合物，并借助于扩散作用从混凝土浸出。阻锈剂能抑制Cl-的活化作用或加速Cl-化合成难溶的水合氯铝酸钙，从而减缓其对钢筋的直接影响。

四、试验研究

1.混凝土的耐腐蚀性

（1）混凝土耐软水腐蚀性

用普通硅酸盐水泥P・O42.5和内掺60%磨细粒化高炉矿渣分别制作两组混凝土试件，标准养护28天后，各有一组继续标准养护，另外两组放入温度为20℃±2℃的流动的淡水中180天，试验结果如表1。

表1 混凝土耐软水腐蚀性

序号 混凝土配合比（%） 抗压强度（MPa） 耐蚀系数

水泥 矿渣 水/胶比 208d标准养护 28d标养后在流动淡水中180天

1 100 0 60 49.4 41.5 0.84

2 40 60 60 51.2 52.3 1.02

从表1的试验结果可以看出，在水泥中掺加粒化高炉矿渣后，能较显著提高混凝土的抗软水溶析能力。

（2）混凝土耐介质腐蚀性

模拟腐蚀介质的化学成分配制成水溶液A，水溶液A的化学成分为：NH4+120mg/L，Mg2+3000mg/L，SO42-6000mg/L，Cl-6000mg/L，PH=4.0。

配制混凝土所用原材料：普通硅酸盐水泥P・O42.5；沽河中砂；花岗岩碎石5～31.5mm；自来水。

混凝土配合比采用：C：S：G=1：2.10：4.07，W/C=0.60。

试验计划：每种混凝土制作两组试件，标准养护28d，然后将其中一组试件放入静止的清水中，另一组放入腐蚀溶液A中，试件在水中和溶液A中的浸泡时间均为180d。各种混凝土的处理方法及试验结果如表2所示

表2 混凝土各种处理方法的耐腐蚀性

序号 混凝土处理方法 抗压强度（MPa） 耐腐蚀系数

水中试件 溶液A中试件

1 不作处理 50.6 35.9 0.71

3 掺入4%3C-A501

高性能防水剂 59.2 58.7 0.99

4 掺入6%3C-A504

防腐剂 57.8 59.0 1.02

从表2的试验结果可以看出，对混凝土的各种处理方法均有较好的耐腐蚀性。但不作处理的混凝土却受到了较严重的腐蚀。

（3）混凝土中钢筋的耐腐蚀性

造成钢筋锈蚀的主要原因是氯盐。经过大量的调查研究和经济分析表明，在有氯盐存在的环境中建造钢筋混凝土构筑物，宜在混凝土中掺加适量的钢筋阻锈剂，钢筋阻锈剂能有效地阻止或大幅度减缓钢筋的锈蚀速度，改善和提高混凝土自身性能。

盐水浸渍试验

用水溶液模拟水泥的化学成分和PH值，分别掺入6%的氯化钠和3%的3C-A503钢筋阻锈剂，然后将经过车光及清洁处理的Q235-A・F钢筋、冷拔钢丝和20MnSi钢筋浸泡其中，观察钢筋随时间的变化。观察结果见表3。

②冷热干湿循环试验

采用水灰比0.5，灰砂比1：2.5，掺入水泥重3%的3C-A503钢筋阻锈剂配制砂浆，制作试块时埋入钢筋，标准养护7天后将试块放入3%NaCl溶液浸泡16小时，捞出放入75℃的烘干箱中烘4小时，再取出置于室温下仃放4小时，24小时为一循环，分别连续做15、30、60次循环，然后进行破型检查，检查结果见表4。

表4 冷热干湿循环试验

砂浆配合比 钢筋种类 冷热干湿循环（次）试验后钢筋锈蚀情况

C S W 3C-A503 15 30 60

1：2.5：0.5：0.03 Q235-A・F 无 无 无

冷拔钢丝 无 无 无

20MnSi 无 无 无

③电化学综合试验

电化学综合试验能快速检验腐蚀因素的潜在危险和对耐久性方面的影响，能体现平行试验的一致性、重复试验的重现性和与实际的相符性。

空白砂浆试件采用标准水泥、标准砂、自来水（Cl-

受检砂浆与空白砂浆完全相同，只是外掺水泥重3%的NaCl和CR系高性能钢筋阻锈剂。

将空白试件和受检试件接入SCA-02-II型钢筋锈蚀评定仪上，逐个测量记录每个试件的自然电位。实测结果见表5。

表5 钢筋自然电位实测结果

自然电位指标范围（mV） 判断 自然电位实测结果（mV）

空白 NaCl 3% NaCl 3%+CR3%

0～-250 无锈蚀 -487 -565 -163

-250～-400 不确定

从表5的试验结果可以看出，空白试件和掺加3%NaCl的受检试件中的钢筋均有锈蚀的危险，而同时掺入3%NaCl和3%3C-A503钢筋阻锈剂的受检试件中的钢筋不会生锈。

五、结语

海洋中的钢筋混凝土构筑物所处的环境条件是比较恶劣的，混凝土及其中的钢筋容易遭受腐蚀，所以必须采取必要的防护措施。只要根据环境条件采取适宜的措施，钢筋混凝土的耐久性是能够得到保证的。

参考文献：

[1]A・M・内维尔著.混凝土的性能.中国建筑工业出版社，1983.