造成混凝土失效最常見的原因是鋼筋銹蝕。在國外由于鋼筋銹蝕造成的混凝土結(jié)構(gòu)的置換和修復(fù)的代價很大。在過去的幾十年里,情況越來越糟糕,與銹蝕相關(guān)的混凝土結(jié)構(gòu)失效頻率也在快速地增加。
一、鋼筋為什么會銹蝕
鋼鐵生銹-這個現(xiàn)象對每個人來說都是很熟悉的。但是為什么混凝土中的鋼材卻不常生銹?是因為混凝土有天然的抗銹蝕的特性。從化學(xué)的角度來看,已水化的混凝土中,水泥基本是以氫氧化鈣[Ca(OH)2]的飽和溶解形式存在的。氫氧化鈣是一種強(qiáng)堿性物質(zhì),它可以中和任何侵入到鋼筋混凝土的酸性物質(zhì)。
最初的銹蝕是在當(dāng)混凝土中的鋼筋暴解于濕氣中時就發(fā)生的,但是這樣很快就會導(dǎo)致鋼筋被一層鈍化膜所包裹(Fe2O3)。三氧化二鐵像是鋼筋與潮氣和氧氣接觸的阻礙物,以防止進(jìn)一步的銹蝕發(fā)生。但是這種鈍化層只有在堿性環(huán)境中是穩(wěn)定的,如果能維持混凝土中的孔隙水始終高堿性的話,那么鋼筋就不會生銹。可是如果由于外部因素,主要是銹蝕性化學(xué)物質(zhì)的侵入,造成堿性降低,那么這樣的保護(hù)作用就消失了。常見的有害物質(zhì)就是氯化物。
混凝土中性化破壞的另一個機(jī)理是碳化作用。碳化作用是空氣中的二氧化碳(CO2)和水泥中的氫氧化鈣[Ca(OH)2]發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。碳化作用的產(chǎn)物是碳酸鈣和水(CaCO3)。碳化作用通過減小孔隙水中的堿性從而破壞了鈍化層,pH值可以從13左右降低到8左右。
碳化作用是一個相對很慢的過程,這個反應(yīng)最初發(fā)生于混凝土的表面,然后經(jīng)過幾年后才會到達(dá)鋼筋。但對于那些處于高濃度二氧化碳空氣中或者低質(zhì)混凝土的工業(yè)建筑來說,碳化作用的速度會快很多。
二、鋼筋銹蝕對混凝土的影響
主要影響就是鋼筋生銹和剝落的過程。一旦銹蝕開始發(fā)生,就會產(chǎn)生多孔的氧化鐵,并且在陽極區(qū)域內(nèi)堆積。這些銹蝕的產(chǎn)物是原來鋼鐵體積的6倍,使得混凝土在內(nèi)部剝離。在鋼筋位置的表面,裂縫變得顯著了。當(dāng)越來越多的銹蝕產(chǎn)物堆積后,裂縫就會繼續(xù)增長。如果水進(jìn)入到裂縫中或者在那里結(jié)冰的話,冰塊就像楔子一樣,裂縫寬度增長得尤其快。最后,開裂的混凝土保護(hù)層開始脫落,鋼筋暴露并失去保護(hù)。由于保護(hù)層脫落的原因,鋼筋一旦和混凝土失去了粘結(jié),這部分區(qū)域?qū)⒉粫偈卿摻罨炷翗?gòu)件,功能上更類似于已經(jīng)損壞的素混凝土。基于這一點,構(gòu)件離失效已經(jīng)不遠(yuǎn)了。
三、對混凝土保護(hù)的意義
基于以上這些原因,對鋼筋混凝土的保護(hù)及預(yù)防護(hù)是一種很好的解決方案。筑致杰的混凝土保護(hù)劑系列材料值得一用。筑致杰清水混凝土透明保護(hù)劑是一種專門為清水混凝土表面設(shè)計的保護(hù)涂層,其主要特點如下:
1、保護(hù)清水混凝土表面不受污染。清水混凝土透明保護(hù)劑可以在混凝土表面形成一層透明的保護(hù)膜,這層膜可以有效防止污垢、油漬、指紋等對清水混凝土表面的污染。同時,由于其透明性,涂刷后不會改變清水混凝土本身的顏色和質(zhì)感,保持了原始的美感。
2、滲透+成膜體系更耐久。硅烷滲透底漆+硅(氟)樹脂涂層成膜體系,不僅可以延長清水混凝土的使用壽命,還可以減少維護(hù)和修復(fù)的成本和時間。
3、具有很好的耐候性和耐久性。清水混凝土透明保護(hù)劑具有很好的耐候性和耐久性,可以在各種氣候條件下保持穩(wěn)定的性能。無論是在炎熱的夏季還是寒冷的冬季,這層保護(hù)膜都可以有效防止水分和紫外線等對混凝土的侵蝕和破壞。