混凝土表面防护对其耐久性的影响分析

王生炫

（中国建材检验认证集团厦门宏业有限公司， 福建 厦门 361000）

0 引言

随着我国建筑工程规模和水平的不断提升，人们对混凝土材料的性能要求日益增强，对混凝土耐久性问题也越来越重视。建筑工程混凝土的耐久性性能不仅影响建筑物的使用寿命，也影响工程的使用质量。要提高混凝土工程的耐久性，除了施工质量外，还要分别关注混凝土材料强度等级、耐久性因素等，此外，对混凝土进行表面防护，也是提高建筑物使用寿命的一大重要途径。本文对防护涂料对混凝土碳化深度、氯离子扩散系数、电通量、抗冻融等多方面耐久性能的影响进行了分析研究。

1 试验准备与方法

1.1 试验材料

本文研究对象混凝土为工程常用C30、C40 两种，配比如表1，其28d抗压强度分别为：43.2MPa、52.7MPa。

表1 所用混凝土配比

本文所用混凝土防护涂料为两种，a.自制水性环氧防护涂料，配比如下表；b.防水涂料：瓦克CREME C。

表2 自制水性环氧防护涂料配比

1.2 试样涂覆方法：按标准成型混凝土，1d、2d、3d、4d 后分别在混凝土表面刷涂防护涂层，涂覆过程如表3 所示，每次涂覆涂料质量相同。

表3 试样涂覆防护涂层处理步骤

1.3 混凝土碳化深度、抗氯离子渗透性能、抗冻等级、抗渗性试验方法参照国家标准GB/T 50082-2019《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》 进行。

2 试验研究

2.1 防护涂料对混凝土碳化深度的影响

对各等级混凝土试样进行碳化试验，结果如图1 所示。

图1 各试样碳化深度

由图1 可以看出，相比基准试样，有防护涂层的试样各时间段碳化深度明显降低，试样1,2 碳化深度比试样3 明显降低，碳化时间超过15d 后，试样1 碳化深度低于试样2，说明涂覆水性环氧涂料试样的抗碳化性能明显好于防水涂料。此外，混凝土强度等级高，其在28d 的碳化深度较低，但降低幅度明显不如有防护涂层的。

2.2 防护涂料对抗氯离子渗透性能的影响

氯离子是引发钢筋锈蚀的主要原因，抗氯离子渗透性能是影响混凝土材料耐久性的重要因素。对C30 与C40 两个强度等级的混凝土作为研究对象，分别分析了各试样的氯离子扩散系数、扩散深度、电通量。为保证数据准确性，试验过程严格控制温湿度。结果如下图所示。

图3 C30混凝土抗氯离子渗透平均深度

图4 C30混凝土抗氯离子渗透扩散系数

图5 C30混凝土抗氯离子渗透电通量

图6 C40混凝土抗氯离子渗透平均深度

图7 C40混凝土抗氯离子渗透扩散系数

图8 C40混凝土抗氯离子渗透电通量

由上图可知，混凝土抗氯离子渗透性能实验情况可以看出，涂刷防护涂料的试样氯离子渗透系数、渗透深度明显降低，水性环氧涂料的相比CREME C防水涂料能够明显阻碍氯离子的渗透。涂刷防护涂料试样电通量小于基准试样，水性环氧涂料的相比CREME C防水涂料效果更明显，混凝土电通量与其密实度相关，说明水性环氧涂料提高了混凝土的密实度。

2.3 防护涂料对抗冻等级的影响

图9 C30混凝土抗冻融性能

图10 C40混凝土抗冻融性能

由上图可以发现，涂覆CREME C的试样抗冻等级相较基准试样未有提高，涂覆水性环氧涂料的试样得到了明显提高，且在涂覆了水性环氧乳液后再涂覆CREME C的试样2性能最佳。

2.4 防护涂料对抗渗性能的影响

图11 C30混凝土抗水渗透高度

图12 C40混凝土抗水渗透高度

由图可以看出，有防护涂料试样抗渗透性能更好，涂覆水性环氧涂料的试样抗渗透性能明显好于涂刷CREME C 的试样。

通过以上实验可以看出：涂刷防护涂料可提高混凝土的耐久性能，水性环氧涂料效果明显好于防水涂料。原因是水性环氧涂料固化后形成致密的交联网络结构，能渗透入混凝土孔隙中，堵塞毛细孔，使混凝土表层更致密，从而有效阻碍二氧化碳、氯离子、水在混凝土中扩散；瓦克CREME C 为硅氧烷化合物，能渗透入混凝土毛细孔中，并与混凝土上的硅羟基反应交联形成硅树脂而附在混凝土表层，但硬度不高，不能很好堵塞毛细孔。

为提高混凝土工程耐久性，可在混凝土表面涂刷水性环氧涂料。

3 结果讨论

1.混凝土涂覆防护涂料可以提高抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、抗冻融性能和抗渗性能。

2.涂覆自制水性防护涂料混凝土抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、抗冻融性能和抗渗性能明显好于CREME C 防水涂料。