混凝土有机成膜涂层抗碳化性能研究

摘要：主要探究了环氧树脂、聚氨酯、氯化橡胶三类混凝土有机成膜型防腐涂料与不同的水灰比对于紫外线作用后的混凝土抗碳化性能，并对实验中出现的不合理数据进行了原因分析。

关键词：

有机涂层；水灰比；紫外线；混凝土；抗碳化性能

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.11.133

1原材料

1.1混凝土原材料

水泥：采用徐州淮海中联水泥有限公司生产的P・O42.5R普通硅酸盐水泥；水：自来水；细骨料：中砂，Ⅱ区级配；粗骨料：粒径5～20mm的碎石。

本实验采用0.4、0.5、0.6三种水灰质量比。所有配合比采用同一减水剂参量。减水剂采用聚羧酸高效减水剂，混凝土配合比见表1所示。

1.2涂层材料

所选择的涂料底漆采用：PLH06-1环氧富锌底漆（双组分）；中间漆采用：PLH53-3环氧云铁中间漆（双组分）；面漆选用三种涂层：PLH-40环氧面漆（双组分）、PLS52-3脂肪族聚氨酯面漆（双组分）、PLJ52-81氯化橡胶面漆。

2试块制作及设备

2.1实验设备

（1）碳化试验采用CCB-70B型碳化试验箱。

（2）紫外老化实验箱。

试验箱的各项技术指标如下：紫外灯：采用雪莱特石英紫外线消毒灯。

功率：40W；温度范围：20℃～25℃；湿度范围：50%～55%。

（3）外辐照计。

2.2试块制作及养护

本试验分两批制作：一批为自然暴露实验，一批为紫外老化试验。试件全部采用100mm×100mm×300mm的棱柱体试件。试件浇筑后在常温条件下养护至24h后拆模，再放入温度为（20±2）℃下的水中养护至28d龄期后取出备用。

2.3涂层混凝土的制作

将养护完成的混凝土试块置入60℃的烘箱内烘干48h，取出用粗砂纸对其表面进行打磨处理，再涂刷涂料。涂刷时，先计算需涂刷试件的面积，然后利用微型电子秤精确称取所需涂料量，涂刷过程中以“少量蘸取，多次涂刷”为原则进行。当涂料涂装完毕后，将试件放置于室内环境下至少7天后再进行试验。涂料涂抹单位用量及成膜后的计算干膜厚度如表2所示。

3实验方案

3.1涂层敷设方式验；

（4）到达碳化龄期时，取出涂层混凝土试件在压力机上破型后，利用1%的酚酞试剂进行碳化深度的测量。

4实验结果与分析

4.1结果分析

从图表中可以看出，减小水灰比后，所有混凝土试件的碳化深度均减小。碳化28天后，0.5水灰比的混凝土涂覆环氧树脂、氯化橡胶和聚氨酯涂层时，碳化深度分别减小了23.8%、27.97%、45.71%；0.6水灰比的混凝土涂覆环氧树脂、聚氨酯和氯化橡胶涂层时，碳化深度分别减小了55.17%、49.35%、71.44%。可以发现，涂覆相同厚度和材料的涂层，水灰比越小的涂层混凝土碳化深度的减幅越小。这表明敷设有机成膜涂层的混凝土的抗碳化能力不仅与涂层有关，还与混凝土本身的抗碳化能力有关。减小水灰比后敷设同样涂层的混凝土碳化深度的减幅度缩小，是由于混凝土水灰比减小后，混凝土的孔隙率减小，混凝土更为密实，导致涂层与混凝土的CO2扩散性能差异性减小。

4.2试验存在的问题

（1）水灰比为0.5时，涂层防护效果氯化橡胶>环氧树脂；而水灰比为0.6时，涂层防护效果环氧树脂>氯化橡胶。两种水灰比情况下涂层防护效果并不一致，与前人研究结果有出入。

（2）水灰比为0.6、面层为聚氨酯的混凝土的14d碳化深度为3.19mm，而28d碳化深度为2.21mm，存在明显的错误，在检查了测量数据后未发现原因。考虑是否是因为紫外老化装置原因。

4.3检测紫外老化装置

从上表中可以看出，辐照面上辐照强度分布不均匀，两边与中心的差距达到3-5倍，这是导致试件14d碳化深度大于28d的重要原因。

参考文献

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