407 滲透結晶型外表面涂層對混凝土耐久性的防護作用是什么？

混凝土由于原材料來源廣泛、價格低廉、性能優越等特性，今天已經成為工業與民用建

筑、港口碼頭、道路橋梁等多種多樣工程建設首選的建筑材料。但長期以來，工程技術人員對混凝土耐久性問題缺乏認識，普遍認為混凝土結構的使用壽命無須維護可達40～50年。直至20世紀80年代后，由于各種原因許多工程使用不到20年，就已經出現不同程度的破壞，混凝土過早劣化的問題才得到普遍重視，也投入了大量的人力、物力，對涉及耐久性問題進行研究和處理。

造成混凝土劣化的主要原因依次排列為鋼筋銹蝕、凍融循環、堿集料反應以及硫酸鹽侵蝕等方面。以上幾種原因里，膨脹和開裂的原因都與水有關，同時水也是侵蝕性介質（如氯鹽、硫酸鹽等）擴散進入混凝土體內的載體。因此，阻止水分和侵蝕性介質與混凝土接觸也是提高混凝土耐久性的有效方法之一，特別是提高既有建筑的混凝土使用壽命，防止混凝土性能過早劣化的主要方法。

一、涂層材料

可用于混凝土耐久性防護的涂層材料來源很廣，但并不都能滿足混凝土防護的要求。涂層材料至少應具備以下兩個特點：

（１）涂層材料自身由于長期暴露在侵蝕環境和有害介質中，經受風吹、雨打、日曬和多種外界破壞作用，必須具有很好的抗侵蝕性和抗老化性。

（２）涂層材料能與混凝土表面良好地結合，并對下一道外裝飾工序和工程的整體外觀無不利影響。

有資料介紹某些外表面涂層材料的使用效果，如高彈性的丙烯酸橡膠涂層、硅烷等有機硅涂層等，但丙烯酸橡膠材料、有機硅等材料均為有機材料，本身存在老化等問題，而且有機硅材料難以滲透進入較密實的混凝土中，滲透深度在施工中也不易控制。

水泥基滲透結晶型涂層材料是由普通硅酸鹽水泥、精細石英砂和各種特殊的活性物質混配而成的防水防腐材料，涂在混凝土表面能水化并形成大量的凝膠狀結晶，它吸水膨脹好比一個“彈性體”起到密實和防護的作用。而且其中含有低分子量的可溶性物質，可通過表面水對結構內部的的浸潤，帶入內部孔隙中，與混凝土中的Ｃａ（ＯＨ）：生成膨脹的硅酸鹽凝膠，堵塞了混凝土內部的孔隙，使混凝土結構從表面至縱深逐漸形成一個致密區域，可阻止水分子和有害物質的侵入。

二、混凝土劣化的主要誘因

P.Ｋ.Mehta提出過一種概括混凝土劣化原因的整體論方法和混凝土兩階段損傷模型。任何經適宜搗固和養護良好的混凝土，直到內部的微裂縫與孔隙形成的網絡或通道到達混凝土表面之前，基本上都不會透水。當結構承載以及外界環境的侵蝕性作用后，水泥砂漿與粗集料間的過渡區原有的微裂縫就會擴展，這發生在結構環境相互作用的第一階段。

一旦混凝土失去水密性，混凝土體內達到水飽和后，對混凝土劣化起決定影響的水和各種離子就很容易侵入，這意味著第二階段損傷的開始，這時的混凝土由于膨脹、開裂、失重和滲透性增大逐漸劣化。第一階段相當于損傷的潛伏期，第二階段相應為損傷在環境作用下逐漸加劇期。

空氣中CO₂對混凝土的碳化作用和海水或空氣環境中的氯離子對混凝土的滲透都會造成混凝土鋼筋銹蝕，金屬鐵氧化后體積急劇膨脹，導致鋼筋附近的混凝土層破裂，從而造成結構物的嚴重破壞。

混凝土的外表面涂層可以有效阻止外界水分子和有害介質對混凝土的侵蝕，防止鋼筋銹蝕，并大幅提高混凝土的耐久性，延長結構物使用壽命。

從抗碳化、抗氯離子滲透及抗水壓滲透試驗表明，水泥基滲透結晶型外表面涂層對混凝土耐久性有較好的防護作用，能有效提高混凝土抗有害介質侵入和抗水分子滲透的能力。

1.0kg/ｍ^２厚度的涂層可以提高不同齡期混凝土的抗碳化和抗氯離子滲透能力約100％，對抗水壓滲透能力的提高更為明顯。若再提高涂層厚度，防護能力并不能按比例增長。

水泥基滲透結晶型表面涂層已應用在某些橋梁工程，用于修補橋梁工程在設計或施工過程中混凝土保護層厚度不足可能造成的耐久性破壞隱患。

水泥基滲透結晶型涂層材料由于具有優良的抗老化能力、抗腐蝕能力以及與混凝土的良好結合，可以在各類海港工程、橋梁工程和工業與民用建筑工程的耐久性防護中廣泛推廣和應用。