前言

混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展極為迅速，尤其是在我國取得了驚人的成就。混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)異性能毋庸置疑，然而其耐老化，抗腐蝕能力卻一直是讓建筑行業(yè)頭痛的問題。無論是對國內(nèi)還是國外而言，每年由于混凝土腐蝕所帶來的維修費用都是一筆不小的數(shù)字，為了建筑物的安全以及建筑的可持續(xù)性發(fā)展，混凝土的防腐處理刻不容緩。

混凝土的腐蝕機理

混凝土是一種多孔性的材料，二氧化碳、水、氯離子、石油等腐蝕因子能夠輕易通過混凝土中的孔隙滲透進混凝土內(nèi)部，從而對其造成腐蝕。同時，混凝土的脆性使其在各種因素影響下都易產(chǎn)生細微裂縫。細微裂縫一旦形成，腐蝕因子在混凝土中的滲透速度將大幅提高，顯著降低混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。

1)水對混凝土的破壞

水對混凝土的破壞主要體現(xiàn)在兩個方面。一方面，水是其他腐蝕離子的溶劑。另一方面，水在長期正負溫度交替的過程中也會對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接的凍融破壞。

2)二氧化碳對混凝土的破壞

混凝土是一種堿性材料，隨著空氣中二氧化碳的不斷滲透，混凝土的PH值會逐漸下降。在此過程中，不僅鋼筋的鈍化膜會逐漸失效，產(chǎn)生鋼筋銹蝕，而且，二氧化碳與混凝土中的Ca(OH)?所產(chǎn)生的CaCO?為不可溶性鹽，會使混凝土發(fā)生嚴重的體積膨脹，從而對混凝土結(jié)構(gòu)造成破壞。此外，在石化、冶金等行業(yè)，其廠區(qū)內(nèi)的二氧化碳濃度普遍高于環(huán)境的二氧化碳濃度，因此，這些行業(yè)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑更加需要嚴格的防碳化處理。

3)氯離子對混凝土的破壞

氯離子腐蝕是目前最嚴重的混凝土腐蝕形式。氯離子廣泛存在于海港碼頭、跨海大橋等。另外，在鐵路公路等領域中，融雪鹽的使用也會帶來嚴重的氯離子腐蝕。氯離子對混凝土的腐蝕主要體現(xiàn)在兩方面。第一，它具有極強的去鈍化能力，氯離子滲透到鋼筋表面時，能夠迅速降低鋼筋表面的PH值，使鈍化膜逐漸失效，催化化學反應，加速鋼筋銹蝕。第二，氯離子還能夠在混凝土中形成CaCl?，這些晶體中含有大量的結(jié)晶水，從而導致混凝土產(chǎn)生結(jié)晶膨脹，對混凝土造成嚴重破壞。

4)酸對混凝土的破壞

酸雨是酸對混凝土腐蝕最直接的形式，它不僅能夠沖刷混凝土表面，溶解水化產(chǎn)物，造成鋼筋銹蝕，骨料裸露，而且酸雨造成的酸性土壤也會間接地對埋地輸油管道、城市綜合管道等地下混凝土設施造成嚴重腐蝕。此外，硫酸不僅能夠直接腐蝕混凝土，而且硫酸根離子也會與混凝土中的氫氧化鈣形成鈣鞏石結(jié)晶。鈣鞏石是水泥水化產(chǎn)物的成分之一，它在堿性條件下是一種針狀結(jié)構(gòu)，但在酸性條件下，鈣鞏石晶體吸收更多的水，體積膨脹，形成板條狀晶體。這種晶體的體積一般是水化產(chǎn)物體積的2-3倍，因此，它會使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應力，造成混凝土損害。

5)石油對混凝土的破壞

石油對混凝土的腐蝕主要體現(xiàn)在三個方面。第一，原油中的有機酸會對混凝土造成直接腐蝕;第二，混凝土水化是一個漫長的過程，但石油滲透進尚未完全水化的混凝土孔隙中時，會覆蓋于水泥顆粒表面，從而阻礙水泥水化，降低混凝土最終強度;第三，石油滲透到混凝土的界面過渡區(qū)時，還會造成水化產(chǎn)物與骨料間的界面破壞，從而導致混凝土結(jié)構(gòu)疏松，強度下降。

傳統(tǒng)混凝土防護涂料的特點和不足

傳統(tǒng)溶劑型涂料主要是指以表面密封和表面成膜來達到防水防腐效果的涂料，如環(huán)氧樹脂涂料、丙烯酸樹脂涂料等，這類涂料一般使用有機溶劑作為分散介質(zhì)，涂層有一定的厚度，能達到豐滿、光澤的效果，通過對混凝土表面封閉來阻隔外界水分及有害物質(zhì)入侵，從而達到防護效果。由于混凝土內(nèi)部的水分和空氣無法通過涂層進入，而聚集在涂層附近，因此容易導致表面涂層鼓包和開裂。當此類涂層暴露在陽光下時，在紫外線作用下，容易老化，耐候性較差，一般在外部暴露一段時間后會開裂、剝落，失去防護效果。

新型混凝土防護涂層應運而生

針對混凝土的腐蝕，我們可以采取的技術措施主要分為兩類：第一類，從混凝土自身的角度去考慮，即提高自身的防護能力，譬如說采用抗裂性高的混凝土，以此增強抵御氯離子侵蝕、鋼筋銹蝕等的能力;第二類，通過外物，譬如說采用防腐涂料來進行隔水防水處理。已有結(jié)構(gòu)的混凝土腐蝕很顯然不能采用第一類的方法，所以對比來看，第二類方法更為實用、方便些。

1)硅烷浸漬防腐涂料

硅烷浸漬技術因其防腐效果好，施工工藝簡單，已被歐美等國大量使用。硅烷浸漬用的涂料是有機硅類涂料，浸漬過程是通過將有機硅材料直接涂于混凝土表面，小分子的硅烷穿過混凝土表面，滲透到混凝土內(nèi)部，與混凝土內(nèi)部的水分子發(fā)生水解脫醇反應生成羥基硅烷，羥基硅烷繼續(xù)反應脫掉水分子，縮合形成硅樹脂，而硅樹脂的羥基能緊緊抓住混凝土。

硅烷涂層主要用于混凝土防腐，不具備修飾作用，因為它涂在混凝土表面是透明的，不會改變混凝土的顏色外觀。浸漬在混凝土表面和一定深度的硅烷為小分子聚合物，不會堵住混凝土的毛細孔，使混凝土保持透氣性能;同時硅烷在混凝土內(nèi)部反應后形成憎水層，能夠防止外部水分進入混凝土，從而有效防止?jié)B水、酸雨、海水等對混凝土和內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)的腐蝕，提高混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。硅烷浸漬適用于鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)，如海港、工廠等。

2)聚合物混凝土防護涂層

聚合物混凝土防護涂層是用納米級聚合物混合樹脂，形成乳膠性樹脂核心結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在物理性能及耐氣候性方面優(yōu)于原有的水溶性涂料。此涂料利用金屬醇鹽進行水解和縮聚反應(脫酒精反應、脫水反應)，形成涂層。該聚合物混凝土防護涂層材料，可以用于維護暴露于惡劣環(huán)境的各種混凝土結(jié)構(gòu)，并且可以長時間防止修補后的混凝土結(jié)構(gòu)再次破壞，且不含有有機溶劑，對環(huán)境無污染，既具備優(yōu)秀的防腐效果，又有良好的耐久性能，能抵抗紫外線照射和化學品侵蝕，能通過對混凝土色差的修飾，使建筑達到統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體效果，從而營造出一種高級、干凈的混凝土質(zhì)感。

此材料抗壓強度、抗折強度、粘結(jié)力、抗拉強度等物理性能提升明顯，室外老化率沒有明顯變化，耐久性進一步增強，耐酸、耐堿、耐候性優(yōu)良，能夠抵御雨雪侵蝕。涂刷后固化時間快，且由于其以薄膜結(jié)構(gòu)涂覆，因此具有可以防止水害的進一步侵蝕，同時提高了粘附性，使得材料在使用過程中不易脫落，并時還可以提高抗凍融性，能夠有效降低由于冰、雪等導致的混凝土病害的惡化速度。降低了日后維修工作的成本。

總結(jié)

對混凝土進行防腐處理，我們必須要“對癥下藥”，明白混凝土腐蝕的機理，才能從根源上杜絕混凝土的腐蝕。各種腐蝕的具體原因存在較大的差異，然而都存在一個共同點那就是與水有關，因此，如何能夠有效地采取防水措施，是防腐工作的重點。