何岩东1, 王建平2, 刘锦红2 ,汪峻峰1
前言
目前,在国内建筑工地上普遍采用的钢筋防腐措施主要是环氧树脂涂层钢筋。1997年,我国颁布实行了相关的标准[1],这类防腐钢筋在理论上有不错的防腐能力。然而,一方面,由于是在工厂预制生产,需要进行长途运输,在运输的过程中可能会对表面的防腐层产生破坏。在工地上工人们根据实际情况需要对钢筋进行切割,也会破坏钢筋表面的防腐层。环氧钢筋的防腐层一旦破坏,整个钢筋就会迅速生锈腐蚀。另一方面,硬化后的环氧树脂等有机材料的表面较光滑,它与随后浇筑的混凝土之间的黏结力较差,其钢筋与混凝土之间的黏结强度比普通钢筋的黏结强度下降20%[2]。不仅如此,环氧树脂涂层钢筋的造价也相对较高,不宜现场操作;如若必须在现场进行操作,将对工人的技术提出较高的要求,导致这种防腐措施难以推广。
此外,市场上的有机涂料通常耐久性能较差,在较为恶劣、腐蚀性较强的环境,尤其是在沿海地区的港口建筑物上应用非常容易受到腐蚀[3]。而钢筋锈蚀之后,将导致混凝土构件主要产生以下三种损伤:①钢筋的锈蚀使其本身受力性能降低;②锈蚀后混凝土与钢筋的黏结力降低;③锈胀应力使混凝土截面性能损伤,包括两方面,一方面锈胀应力使混凝土开裂或剥落,从而使混凝土截面减损,构件承载力降低,另一方面,在钢筋锈蚀发生于混凝土受压区时,混凝土截面承受的轴向压应力与钢筋锈胀应力的组合,使混凝土处于双向异号的应力状态[4]。
值得重视的是,在沿海地区,由于海风和海水中所含有的氯离子渗透到混凝土的空隙中而引发的混凝土中的钢筋锈蚀,导致混凝土结构遭到破坏的现象越来越多[3]。针对当前有机防腐涂料普遍存在耐久性差的问题[5],若采用无机材料作为钢筋的防腐层,充分利用无机材料成本低、耐久性好等优点,将很可能大大提升混凝土结构的耐久性[6]。因此,研制一种能够替代现有钢筋防腐用的环氧涂层和其他有机防腐涂料的无机防腐材料不仅对钢筋混凝土建筑物的耐久性有很大的提升,还对降低工程的造价,简化施工方式具有较大的意义。
防腐砂浆即是一种无机防腐材料,近年来备受学者和工程师们的青睐。在国内,防腐砂浆主要针对混凝土,防止混凝土表面碳化以及在提高高盐高湿环境下的抗侵蚀能力[7-10],通过在混凝土表面涂覆防腐砂浆来保护内部的钢筋。如前所述,钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性损伤的重要原因。如果将防腐砂浆直接涂覆保护建筑钢筋,可望大幅提高混凝土结构的耐久性。目前,这方面的研究应用尚不多见。
针对当前常用的环氧树脂涂层钢筋所具有的缺点,以及现有防腐砂浆所存在的不足,本文研制了一种新型的防腐砂浆,直接用于保护建筑钢筋。这种防腐砂浆不需要在工厂预制,可以根据实际工程的需要,由工人在现场直接喷涂在钢筋的表面。如此,不仅不会对表面的防腐层造成破坏,而且操作简便灵活。同时,相较于有机防腐涂料还可以大大降低成本。此外,防腐砂浆与外层的混凝土协同作用,将起到更好的防腐阻锈的效果。
本文对这种新型防腐砂浆进行了系统的研究,通过研究防腐砂浆的力学性能、抗氯离子渗透性能、抗渗性能以及其与钢筋的黏接强度等指标,来探究其在实际工程应用的实用性和可靠性。最后,将这种新型防腐砂浆在实际工程中进行了应用。
何岩东,王建平,刘锦红,等.建筑钢筋用聚合物防腐砂浆的研究与工程应用[J].混凝土与水泥制品,2018(5):28-32.
HE Y D,WANG J P,LIU J H,et al.Study and Engineering Application of Polymer Amticorrosive Mortar for Reinforced Bar[J].China Concrete and Cement Products,2018(5):28-32.
建筑钢筋用聚合物防腐砂浆的研究与工程应用
何岩东1, 王建平2, 刘锦红2 ,汪峻峰1
前言
目前,在国内建筑工地上普遍采用的钢筋防腐措施主要是环氧树脂涂层钢筋。1997年,我国颁布实行了相关的标准[1],这类防腐钢筋在理论上有不错的防腐能力。然而,一方面,由于是在工厂预制生产,需要进行长途运输,在运输的过程中可能会对表面的防腐层产生破坏。在工地上工人们根据实际情况需要对钢筋进行切割,也会破坏钢筋表面的防腐层。环氧钢筋的防腐层一旦破坏,整个钢筋就会迅速生锈腐蚀。另一方面,硬化后的环氧树脂等有机材料的表面较光滑,它与随后浇筑的混凝土之间的黏结力较差,其钢筋与混凝土之间的黏结强度比普通钢筋的黏结强度下降20%[2]。不仅如此,环氧树脂涂层钢筋的造价也相对较高,不宜现场操作;如若必须在现场进行操作,将对工人的技术提出较高的要求,导致这种防腐措施难以推广。
此外,市场上的有机涂料通常耐久性能较差,在较为恶劣、腐蚀性较强的环境,尤其是在沿海地区的港口建筑物上应用非常容易受到腐蚀[3]。而钢筋锈蚀之后,将导致混凝土构件主要产生以下三种损伤:①钢筋的锈蚀使其本身受力性能降低;②锈蚀后混凝土与钢筋的黏结力降低;③锈胀应力使混凝土截面性能损伤,包括两方面,一方面锈胀应力使混凝土开裂或剥落,从而使混凝土截面减损,构件承载力降低,另一方面,在钢筋锈蚀发生于混凝土受压区时,混凝土截面承受的轴向压应力与钢筋锈胀应力的组合,使混凝土处于双向异号的应力状态[4]。
值得重视的是,在沿海地区,由于海风和海水中所含有的氯离子渗透到混凝土的空隙中而引发的混凝土中的钢筋锈蚀,导致混凝土结构遭到破坏的现象越来越多[3]。针对当前有机防腐涂料普遍存在耐久性差的问题[5],若采用无机材料作为钢筋的防腐层,充分利用无机材料成本低、耐久性好等优点,将很可能大大提升混凝土结构的耐久性[6]。因此,研制一种能够替代现有钢筋防腐用的环氧涂层和其他有机防腐涂料的无机防腐材料不仅对钢筋混凝土建筑物的耐久性有很大的提升,还对降低工程的造价,简化施工方式具有较大的意义。
防腐砂浆即是一种无机防腐材料,近年来备受学者和工程师们的青睐。在国内,防腐砂浆主要针对混凝土,防止混凝土表面碳化以及在提高高盐高湿环境下的抗侵蚀能力[7-10],通过在混凝土表面涂覆防腐砂浆来保护内部的钢筋。如前所述,钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性损伤的重要原因。如果将防腐砂浆直接涂覆保护建筑钢筋,可望大幅提高混凝土结构的耐久性。目前,这方面的研究应用尚不多见。
针对当前常用的环氧树脂涂层钢筋所具有的缺点,以及现有防腐砂浆所存在的不足,本文研制了一种新型的防腐砂浆,直接用于保护建筑钢筋。这种防腐砂浆不需要在工厂预制,可以根据实际工程的需要,由工人在现场直接喷涂在钢筋的表面。如此,不仅不会对表面的防腐层造成破坏,而且操作简便灵活。同时,相较于有机防腐涂料还可以大大降低成本。此外,防腐砂浆与外层的混凝土协同作用,将起到更好的防腐阻锈的效果。
本文对这种新型防腐砂浆进行了系统的研究,通过研究防腐砂浆的力学性能、抗氯离子渗透性能、抗渗性能以及其与钢筋的黏接强度等指标,来探究其在实际工程应用的实用性和可靠性。最后,将这种新型防腐砂浆在实际工程中进行了应用。
何岩东,王建平,刘锦红,等.建筑钢筋用聚合物防腐砂浆的研究与工程应用[J].混凝土与水泥制品,2018(5):28-32.
HE Y D,WANG J P,LIU J H,et al.Study and Engineering Application of Polymer Amticorrosive Mortar for Reinforced Bar[J].China Concrete and Cement Products,2018(5):28-32.
摘 要:研制了一种新型的建筑钢筋用聚合物防腐砂浆,并在实际工程中进行了应用。通过研究防腐砂浆的力学性能、抗氯离子渗透性能、抗渗性能以及其与钢筋的黏接强度等指标,来探究其在实际工程应用的实用性和可靠性。研究结果表明,该防腐砂浆不仅和易性好,操作简便,而且凝结硬化快,强度增长迅速,28d龄期的抗压强度为92.0MPa;同时其微观结构致密,具有很好的抗渗、抗氯离子渗透性能,且其与钢筋之间黏结能力较强。所研制的聚合物防腐砂浆在实际工程中得到了应用,其施工性能优异,有着较大的应用价值。
Abstract: A new kind of polymer anticorrosive mortar for reinforced bars is developed, and has been applied in practical engineering. The mechanical properties, anti-chloride ion permeability, impermeability and the bonding strength and other indexes of the polymer anticorrosive mortar is analyzed to explore its practicality and reliability in practical engineering application. The results show that the anticorrosive mortar has good workability and it is easy to operate. Its setting and hardening speed is fast and the growth of its strength is rapid. The compressive strength is 92.0MPa at 28d. The microstructure is compact and it has good anti-chloride ion permeability and impermeability. Its bonding with steel is strong. The polymer anticorrosive mortar developed has been applied in practical engineering. Its construction performance is excellent. With a great application value.
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