| 优秀的承包商,建筑师和工程师都了解混凝土、砖石和水泥质表面处理和保护不当带来的破坏性后果。
雨水、盐和油的渗透以及冻融循环,导致混凝土的细孔起了管子或渠道的作用,运送表面(通常遍布整个结构)下面的破坏性物质,对混凝土结构造成劣化的问题。
影响混凝土耐久性的因素通常有以下几方面:1、混凝土的冻融破坏
在负温条件下,混凝土内部毛细孔中的水结冰时产生9%左右的体积膨胀,在混凝土内部产生膨胀应力,当这种膨胀应力超过混凝土局部的抗拉强度时,就可能产生微细裂纹,在反复冻融作用下,混凝土内部的微细裂缝逐渐增多和扩大,最终导致混凝土强度下降,或混凝土表面(待别是棱角处)产生酥松剥落,直至完全破坏。
2、混凝土碳化破坏
混凝土碳化破坏是由于混凝土内水化产物Ca(OH)2与空气中的CO2在一定湿度条件下发生化学反应,产生CaCO3和水的过程。碳化作用一方面使混凝土的收缩增大,导致混凝土表面产生拉应力而开裂,从而降低混凝土的抗拉强度和抗折强度。另一方面是碳化作用使混凝土的碱度降低,失去混凝土强碱环境对钢筋锈蚀的保护作用,导致钢筋锈蚀膨胀,严重时,使混凝土保护层沿钢筋纵向开裂,进一步加速碳化和腐蚀,严重影响钢筋混凝土结构的力学性能和耐久性能。
3、混凝土碱骨料反应
碱与骨料反应是指混凝土原材料中的水泥、外加剂、掺和料中所含的碱与骨料中的活性SiO2发生化学反应,在骨料表面形成碱-硅酸凝胶,凝胶吸水后将产生3倍以上的体积膨胀,由于这种膨胀反应的发生是在混凝土浇筑成型后若干年(数年至数十年)才开始的,因此将导致混凝土膨胀开裂而破坏。而且碱骨料反应引起的破坏一旦发生则很难修复,有人形象地将其成为混凝土的“癌症”。
4、混凝土水泥石的侵蚀破坏
硅酸盐水泥硬化后,在某些侵蚀性液体或气体介质中,水泥石结构会逐渐受到破坏,强度降低,甚至引起整个工程结构破坏,这种现象称为水泥石的侵蚀,几种常见的侵蚀作用有:(1)溶出性侵蚀(软水侵蚀);(2)硫酸盐侵蚀;(3)镁盐侵蚀;(4)碳酸侵蚀;(5)除冰盐的侵蚀等。这些侵蚀发生的主要原因都与混凝土当中的碱性物质和混凝土的孔隙率有关,因此长期处于这些介质当中的混凝土极易受到损坏。
如本文前面所描述的情况,对于目前已经成型的混凝土构筑物耐久性的保护已成为刻不容缓的事情,但遗憾的是目前国内并没有很好办法加以解决。通常的做法是在混凝土出现严重破损时,用有机高分子材料进行加固修补。但通过对混凝土耐久性的了解,我们不难发现,这种方法只能解一时之困,不能从根本上(混凝土孔隙率、混凝土当中碱含量、混凝土遇水时情况)彻底根除隐患,因为有机高分子材料只能对混凝土的表面加以保护,而对于影响混凝土耐久性的两个关键因素,孔隙率和碱含量没有丝毫改变,而且高分子材料自身的致命缺陷在于其老化,一旦材料老化,就容易出现脆裂和粘结强度下降等问题,进而影响混凝土的保护效果,最终只能是“新三年,旧三年,修修补补又三年”的无奈局面。可想而知,其维修费用的巨大,以及人力,物力的消耗。
因此如何解决混凝土(建筑物、桥梁、构筑物)的耐久性问题,是世界各国专家学者所潜心研究的问题,近些年来也被国内材料界的专家广泛研究讨论。美国金字塔牌DPS,深层混凝土渗透密封剂DPS(DeepPenetratingSealer)从根本上解决了混凝土耐久性和防水性问题,并在大量的工程实践中得到应用推广。
DPS是一种科学的、经济的和渗透性的防腐蚀剂,它能对大多数新老混凝土、砖石体和水泥质表面进行防水、密封、养护和硬化。它是无毒、不燃、无气味、清洁并能水溶解的液体混合物。使用安全简便。
大多数其他密封剂的使用只是在表面处理,并且通过其自身的化学成份消极地与混凝土面上的水分和碱反应,很快便会因分解和磨损而剥落。如果同时还有步行和过车,市场上的多数密封剂施用后很快便会磨损,使混凝土得不到保护。因为金字塔牌的DPS与混凝土内部的碱形成晶体,它不会分解或磨损,所以可以对混凝土进行永久的防水、密封和养护。它无色无味的渗透作用引起混凝土内部的化学反应,使各组成部分凝固成坚实的整体,因此能在不改变任何物理结构与外表纹理下完全阻止渗漏和潮湿。金字塔牌的DPS是一种内部密封剂。所以它只需使用一次,因为它不会像其它外涂层那样磨损。
外部的物质例如酸、碱、油脂、盐类等也会对混凝土产生损害。它们一旦进入混凝土内部,会引起多种破坏。而DPS的应用则会从根本上阻止这种破坏。催化剂使DPS穿透混凝土表面或者其中的碱骨料并向下寻找水分。和自由碱与Ca(OH)2接触,它在所有空隙处和微粒(沙子、骨料和水泥)的潮湿表面立即反应形成硅胶膜,起到对下层的防水作用。长时间后,这层硅胶膜会水化变硬成为坚固透气的、充满玻璃状结构的物质,它可以永久防水防潮,同时提高表面硬度、防尘能力、耐压强度。
在空隙和微粒表面,DPS同水中的碱进行反应。由于毛细作用形成一层坚硬的胶,充满混凝土表面下的各个空隙和孔道。DPS对水有亲和力,促进它在空隙和孔道中的流动,形成更多的粘性胶,覆盖更多的空隙和孔道,完全充满小的空隙。该过程会不断重复,直到混凝土完全被密封。密封过的混凝土仍然能够“呼吸”。因此对混凝土具有优良保护剂功能,而经久不衰,在世界各国已被广泛应用。
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