239 RI-Ｄ型防腐阻銹型防水劑如何應(yīng)用？

RI-D型防腐阻銹型防水劑是一種多功能的高效混凝土外加劑，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的自防水和防止銹蝕具有顯著功效，并同時(shí)兼有減水、引氣、保塑功能，該產(chǎn)品可同時(shí)作為混凝土泵送劑、防水劑、阻銹劑使用，適用于各種結(jié)構(gòu)工程，尤其適用于海工工程中。

一、氯離子滲透

處于海洋環(huán)境及其附近陸地中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面臨的侵蝕，要遠(yuǎn)比陸地上復(fù)雜得多，容易受到包括氯離子、硫酸根離子、鎂離子等各種離子的侵蝕，其中由于氯離子侵蝕引起的鋼筋銹蝕，繼而由于腐蝕混凝土膨脹開裂的現(xiàn)象非常普遍，這是造成混凝土開裂—腐蝕—開裂循環(huán)的直接原因。因此，海工混凝土對(duì)耐久性的要求更高，具備高抗氯離子滲透性便成為了其主要性能指標(biāo)。

試驗(yàn)方法按照ASTM-C1202《混凝土氯離子滲透性的電導(dǎo)檢驗(yàn)方法》，成型試件為Φ10cm×5cm，測(cè)定各試件６h的總導(dǎo)電量Ｑ，然后估算氯離子滲透系數(shù)Ｄ，根據(jù)Ｄ進(jìn)行判斷混凝土氯離子滲透性的大小，也可以根據(jù)Ｑ的大小直接來判斷混凝土抗氯離子滲透性的好壞。本文中氯離子滲透系數(shù)Ｄ采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：Ｄ＝2.57765＋0.00492Q（×10^－９cm^２/ｓ）。

（一）混凝土配合比設(shè)計(jì)

水泥：普通硅酸鹽水泥P·Ｏ42.5。各項(xiàng)指標(biāo)要求均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

細(xì)集料：采用河砂，細(xì)度模數(shù)為2.79，Ⅱ區(qū)砂，表觀密度為2650kg/ｍ³，堆積密度為1490kg/ｍ³。其他指標(biāo)也均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

粗集料：花崗巖碎石，粒徑為５～25ｍｍ，表觀密度為2700kg/ｍ³，堆積密度1450kg/ｍ³，其他指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

水：自來水，符合混凝土用水的標(biāo)準(zhǔn)要求。

阻銹劑：RI-Ｄ。

配合比設(shè)計(jì)匯總表及實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表１、表２。

（二）結(jié)果分析

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以看出，隨RI-Ｄ摻量的增加，ASTM C1202通電量明顯減小，當(dāng)摻量為5.0％時(shí)，通電量為237Ｃ，相應(yīng)的擴(kuò)散系數(shù)也顯著減小，為4.186。在ASTM Ｃ1202標(biāo)準(zhǔn)中，認(rèn)為當(dāng)通電量在1000～2000Ｃ之間時(shí)，氯離子的滲透擴(kuò)散性是很低的（表３）。從試驗(yàn)結(jié)果看，當(dāng)RI-D摻量為２％時(shí)，ASTM C1202通電量已下降到1000以下，達(dá)到了良好的效果，擴(kuò)散系數(shù)也只有7.114。因此摻有RI-D的混凝土具有良好的抗氯離子滲透性。主要原因在于RI-D不僅僅是直接具有鋼筋阻銹的性能，更重要的是能明顯增加混凝土的密實(shí)性，提高混凝土的抗?jié)B性能，這一點(diǎn)將在下面的研究中體現(xiàn)。

二、對(duì)混凝土抗凍性能的影響

為了提高混凝土的耐久性，要求我們研究的產(chǎn)品不但要有高的減水率，同時(shí)也具有良好的引氣效果，對(duì)于提高混凝土抗凍融效果要非常明顯。參照電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T5150—2001《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行混凝土凍融循環(huán)試驗(yàn)，見表４。

試驗(yàn)結(jié)果如下：從試驗(yàn)的結(jié)果（表５）來看，無論從混凝土的工作性、力學(xué)性能，還是抗凍融性能來看，摻加RI-D的混凝土比空白混凝土都有明顯改善。同水灰比的條件下，摻RI-D的混凝土和易性更好，坍落度達(dá)到了210ｍｍ，空白１混凝土只有130mm。從抗凍性能看，空白混凝土凍融循環(huán)只到125次質(zhì)量損失和彈性模量損失都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求了。而摻RI-D混凝土達(dá)到了250次凍融循環(huán)，質(zhì)量和彈性模量損失都較小。同坍落度的條件下，摻RI-D混凝土的抗凍性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)比空白混凝土好，空白混凝土的凍融循環(huán)次數(shù)為75次。

RI-D具有良好的引氣作用，試驗(yàn)１的含氣量達(dá)到了4.1％，同時(shí)還具有很高的減水作用，其減水率可達(dá)25％，良好的引氣作用使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部布滿細(xì)小封閉的氣泡，從而避免了外部水分向混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲透，同時(shí)也為混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中自由水結(jié)構(gòu)的結(jié)冰膨脹提供了足夠的空間。高的減水率使得混凝土結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，混凝土中過渡區(qū)變薄，減少了內(nèi)部裂紋；同時(shí)使混凝土抗拉強(qiáng)度增加，減小了由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉應(yīng)力增加致使混凝土出現(xiàn)裂縫的可能性。

三、對(duì)混凝土抗?jié)B性能的影響

試驗(yàn)參照ＪＣ474—1999《砂漿、混凝土防水劑》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。混凝土配合比及實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表６、表７。

試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)達(dá)到混凝土防水劑一等品的要求，摻RI-Ｄ的混凝土具有良好防水性能的原因，是RI-Ｄ混凝土高效阻銹防水劑是一種有機(jī)、無機(jī)復(fù)合型混凝土添加劑。其中的無機(jī)組分能與混凝土中的水分和氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成穩(wěn)定的水化產(chǎn)物，并填充到Ｃ—Ｓ—Ｈ凝膠形成骨架的空隙中，使混凝土更加密實(shí)，促使混凝土的過渡層變薄，減小了由于過渡層結(jié)構(gòu)的薄弱引起裂縫的可能，從而達(dá)到很好的防水效果。而其中的有機(jī)成分具有一定的引氣作用，使得混凝土中布滿均勻的細(xì)小密閉氣泡，切斷了混凝土的毛細(xì)孔隙，也達(dá)到防水的效果。

四、對(duì)砂漿耐腐蝕性能的影響

現(xiàn)在城市的道路、橋梁以及高層建筑混凝土，由于酸雨、除冰鹽以及空氣中二氧化碳濃度偏高等原因，往往受到硫酸鹽、碳酸鹽以及氯鹽的侵蝕。在沿海地區(qū)，這種情況更為嚴(yán)重。為了模擬實(shí)際環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響，同時(shí)方便試驗(yàn)，我們放大了侵蝕介質(zhì)濃度，采用砂漿耐腐蝕性能間接反應(yīng)摻RI-D混凝土的耐腐蝕性能。由于砂漿試體的尺寸小，與侵蝕介質(zhì)的接觸面大，侵蝕介質(zhì)的濃度較大，通過砂漿耐腐蝕試驗(yàn)?zāi)艹浞址从硴?/span>RI-D混凝土的耐腐蝕性能。因此，本實(shí)驗(yàn)選用硫酸鈉溶液、碳酸鈉溶液以及氯化鈉溶液作為侵蝕介質(zhì)，進(jìn)行砂漿耐腐蝕試驗(yàn)研究。化學(xué)腐蝕等級(jí)的劃分見表８。

試驗(yàn)方法：模具采用40ｍｍ×40ｍｍ×160ｍｍ的三聯(lián)模，水泥（Ｐ·Ｏ42.5）∶ISO標(biāo)準(zhǔn)砂＝1∶3，加水量為使新拌砂漿的流動(dòng)度在130～140ｍｍ之間，空白樣成型12組，摻RI-D的試樣成型12組，RI-D摻量為水泥質(zhì)量的４％。成型24ｈ脫模，脫模后的試塊放入50℃水中養(yǎng)護(hù)7ｄ，取出３組空白樣和３組試驗(yàn)樣分別放入（20±1）℃的水中，其余10組空白樣和摻RI-D的９組試樣分別放入5％硫酸鈉溶液、3％碳酸鈉溶液、3％氯化鈉溶液各３組，放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至14ｄ，28ｄ，60ｄ。試件在浸泡的過程中，每天用硫酸滴定以中和試件在溶液中放出的氫氧化鈣，邊滴定邊攪拌使溶液的pH值保持7.0左右，用酚酞做指示劑，容器加蓋。

挪威標(biāo)準(zhǔn)ＮＳ3473《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與構(gòu)造規(guī)定》中NS－EN206－１《混凝土—第一部分：技術(shù)要求、性能、生產(chǎn)與合格性》部分對(duì)化學(xué)腐蝕的等級(jí)有明確說明。參照巖土工程勘查規(guī)范（GB50021—2001）關(guān)于環(huán)境水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)Ⅱ類環(huán)境界定標(biāo)準(zhǔn)見表９。

試驗(yàn)中引入相對(duì)耐腐蝕系數(shù)和絕對(duì)耐腐蝕系數(shù)的概念，相對(duì)耐腐蝕系數(shù)μ_１＝摻RI-D膠砂強(qiáng)度/空白膠砂強(qiáng)度（注：同一溶液養(yǎng)護(hù)），絕對(duì)耐腐蝕系數(shù)μ_１＝摻RI-D膠砂強(qiáng)度/空白膠砂強(qiáng)度（注：空白膠砂試件在水中養(yǎng)護(hù)，摻RI-D膠砂試件在鹽溶液中養(yǎng)護(hù)）。參比耐腐蝕系數(shù)μ_３＝鹽溶液中空白膠砂強(qiáng)度/水中空白膠砂強(qiáng)度。耐腐蝕系數(shù)越大，說明耐腐蝕性能越好。

試驗(yàn)結(jié)果分析：

從表10、表11可以看出，一般情況下，耐腐蝕系數(shù)隨齡期的延長(zhǎng)有所下降，這與摻RI-D的砂漿的早期強(qiáng)度發(fā)展較快有關(guān)。但不論是相對(duì)耐腐蝕系數(shù)，還是絕對(duì)耐腐蝕系數(shù)都超過了１，而參比耐腐蝕系數(shù)大部分都小于１，這充分說明摻有RI-D的試件具有明顯的耐腐蝕性能。耐腐蝕系數(shù)超過了１，主要是因?yàn)閾接?/span>RI-D的試件對(duì)鹽溶液具有很好的耐腐蝕性。摻適量的RI-D的砂漿具有抵抗高度化學(xué)侵蝕環(huán)境的腐蝕的明顯效果。

（１）RI-D能提高混凝土本身的抗有害離子（如SO^２－₄，CO^２－_３等）的腐蝕；

（２）RI-D能顯著提高混凝土的抗氯離子滲透性；

（３）RI-D能抵抗氯離子等對(duì)鋼筋的腐蝕作用；

（４）RI-D能提高砂漿在化學(xué)侵蝕環(huán)境中的耐腐蝕性；

（５）RI-D能明顯增強(qiáng)混凝土的抗凍性能、抗?jié)B性能。

綜上所述，RI-D是一種多功能的高性能混凝土外加劑，由于其具有的各種性能特點(diǎn)，可以廣泛用于海工工程、有害的鹽土介質(zhì)工程以及需要長(zhǎng)期安全使用的重點(diǎn)工程，是一種提高混凝土耐久性及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全使用壽命的非常有效的可靠產(chǎn)品。