浅谈混凝土防腐阻锈剂和膨胀剂在青海海东地区工业民用建筑中的应用

邓茹 李宏武 张青录

摘要：青海海东地区属于高原大陆性气候，气温低。昼夜温差大容易引起混凝土的干缩，而在工民建中大多数采用钢筋混凝土结构钢筋容易被腐蚀而降低建筑物的使用寿命。因此在青海海东的工业民用建筑中要更加关注混凝土的耐久性，在混凝土中同时添加适量的防腐阻锈剂和膨胀剂能够提高混凝土的抗腐蝕性和抗渗性。

关键字：钢筋混凝土 干缩 防腐阻锈剂 膨胀剂

引言

在现代社会的工业民用建筑行业中，钢筋混凝土结构是当今使用最广泛的建筑材料，而因混凝土内钢筋发生锈蚀导致的混凝土结构的过早破坏，已成为影响混凝土结构耐久性的重要因素。为解决这一问题，国内外研究出了各种防腐阻锈剂，掺入到混凝土中来减少各种化学因素对钢筋的锈蚀作用，已经取得了不少的成就。而在建筑施工时混凝土在硬化过程中的干缩和水化热引起的温差收缩，导致其抗渗性能差。针对混凝土的干缩和抗裂性能差的问题专家们通过对混凝土膨胀剂的研究，补偿了混凝土的收缩，能有效的防止和大大减轻混凝土开裂，提高混凝土的抗渗性，效果显著。

1. 防腐阻锈剂在混凝土中的应用研究和取得的成果

钢筋的防腐阻锈剂是指一种加入混凝土中能阻止或减缓钢筋腐蚀，且对混凝土的其他性能无不良影响的外加剂。通常应具有以下基本性能：1） 对钢筋有钝化作用（阳极型阻锈剂） 或抑制锈蚀的产生与发展（阴极型或混合型） ；2） 不改变混凝土的基本性能（如强度、密实性等） 或能改善与提高混凝土的性能；3） 在碱性或中性条件下，能保持长期有效；4） 对人与环境基本无害。目前阻锈剂有以下几种：（1）无机钢筋阻锈剂，它主要包括亚硝酸盐、硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐等。它是一类典型的阳极阻锈剂，其作用是通过与金属发生反应，使钢筋表面被氧化生成一层致密的保护膜。（2）有机阻锈剂，因为无机亚硝酸盐阻锈剂在环保方面的问题使得有机阻锈剂得到很大发展，它是通过限制离子在阴极区的运动，隔离有害离子使之不与钢筋接触而达到防腐阻锈的目的，目前比较成熟的有胺基醇和脂肪酸酯阻锈剂。（3）复合型防腐阻锈剂，它是将几种不同的钢筋阻锈剂一起使用可能会收到协同的效果。在此基础上人们研发了许多复合型防腐阻锈剂，如YJ-504型混凝土防腐阻锈剂经过阻锈效果的评定完全符合相关标准。目前防腐阻锈剂已经在钢筋混凝土结构中得到了广泛的应用，以后的目标是要研发出更加高效、环保的阻锈剂。

2.膨胀剂在混凝土中的应用研究和取得的成果

膨胀剂是一种化学外加剂，加在水泥中，当水泥凝结硬化时，随之体积膨胀，起补偿收缩和张拉钢筋产生预应力以及充分填充水泥间隙的作用。它的基本性能有掺量低、含碱量低、不影响早期强度和后期强度，真正做到等量替代水泥及不增加混凝土塌落度损失，具有良好的施工性能。并且有以下几个特点：1）实现结构自防水，取消外防水措施，提高经济效益2/3；2）取消超长现浇结构后浇带，地下工程60M长不设后浇带，超过60M，以膨胀加强带取代后浇带，降低成本、缩短工期；3）大体积混凝土温差裂缝控制，采用产品，放宽温控指标，一般不必再采用冷却骨料、在混凝土中埋设冷却管等传统施工方法，节约施工费用；4）屋面现浇施工：采用MPC等产品现浇屋面，具有结构简单、造价低廉、防水耐久性好等特点，已获广泛使用。

3.同时掺入防腐阻锈剂和膨胀剂在工业民用建筑中的应用

工业民用建筑通常由楼地层、墙或柱、基础、楼电梯、屋盖、门窗等几部分组成。在这些构造中主要以钢筋混凝土和钢架骨架结构组成。青海处于寒冷地区冬季室内采暖的建筑物，室内外温差可以达到几十度，这样墙身就需要进行保温处理。但保持墙体两侧的温差又意味着空气中所携带的水汽有可能因温度下降而在墙体中结露，从而引起保温材料甚至墙身的破坏。往往容易发生渗漏。因此在混凝土中同时掺入适量的防腐阻锈剂和膨胀剂可以增加混凝土的耐久性和提高混凝土的抗渗性。

3.1试验原材料和试验方法

3.1.1试验用原材料

（1）水泥：青海民和祁连山水泥有限公司生产的P﹒O42.5水泥。

（2）粉煤灰：青海大通兆顺公司生产的Ⅱ级粉煤灰。

（3）细骨料：青海化隆塞东哇砂料场的砂 。

（4）粗骨料：青海青海张家寨砂石料场的人工骨料。

（5）减水剂：西宁鑫运达XYD-HPC聚羧酸高性能减水剂。

（6）引气剂：西宁鑫运达建材有限公司。

（7）膨胀剂：西宁不冻泉建材化工有限公司UEA型。

（8）防腐阻锈剂：西宁不冻泉建材化工有限公司BDQ-5A型。

（9）拌和用水：饮用水。水质分析。

3.1.2试验方法

新拌混凝土性能参照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》；混凝土抗压强度参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》；混凝土耐久性参照GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》。骨料最优级配：常态40：60，混凝土配合比计算采用假定容重法；考虑施工运输损失及温度影响，坍落度以出机15min测值为准，用水量以满足坍落度要求进行调整。

3.2混凝土配合比及性能检测

按照工程设计的要求，混凝土强度等级为C45P6的抗渗、防腐高性能混凝土。采用五掺进行试验（即粉煤灰、聚羧酸减水剂、引气剂、膨胀剂、防腐阻锈剂）

3.3混凝土强度试验检测

混凝土抗压强度的试验方法是将成型混凝土抗压强度的试件，振动时间为30s，养护间温度为20±3℃，湿度大于95%。将养护至设计龄期的试件放在试验机中间，加压方向应与试件的捣实方向垂直，并使试件受压均匀，以每秒0.3～0.5MPa的速度连续而均匀的加荷（不得冲击），直至试件破坏。

3.4混凝土耐久性能试验检测

混凝土的耐久性是指在外部和内部不利因素的长期作用下，保持其原有性能和使用功能的性质，是混凝土结构经久耐用的重要指标。外部因素指的是酸、碱、盐的腐蚀作用碳化作用等。混凝土除要求具有设计的强度外，还应具有在所处环境下的耐久性能，包括耐腐蚀性和抗渗性等，本配合比对C45P6的混凝土进行了抗蚀性和抗渗性能试验。导致混凝土的破坏主要有物理性侵蚀和化学性侵蚀两个方面，如硫酸盐结晶的破坏和环境水对普通硅酸盐水泥的化学腐蚀，就以上两个导致混凝土遭受硫酸盐侵蚀硫破坏的机理，我们在混凝土配合比试验中采取防止混凝土遭受硫酸盐侵蚀的措施，可以起到很有效的作用。

4.结语

（1）在钢筋结构混凝土中必须增加防腐阻锈剂来提高其抗腐蚀性能。混凝土强度越高，其抗腐蚀能力越强。

（2）混凝土的膨胀剂可提高建筑物的抗渗性和抗裂性。

（3）在青海海东地区的工业民用建筑混凝土必须要加入防腐阻锈剂和膨胀剂，而两种外加剂的协同作用能够很好的提高混凝土的耐久性，且对混凝土的强度没有影响，以增加建筑的使用寿命。

参考文献

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