工程案例
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添加防水防潮劑的混凝土耐久性研究
發布時間：2014-08-09
1 高效防水劑?該防水劑是系列產品，主要分無機快速堵漏型(配方4)和高效防水防潮型(配方6) 二類。配方4以硅酸鈉、硫酸鋁鉀、氯化鐵等無機物為原料；配方6以氯化鈣、偏鋁酸 鈉、硫酸鋁鉀等無機物為原料。?
2 抗收縮性能?
混凝土的收縮性能反映了其在水化硬化過程中的體積穩定性，它直接影響到混凝土的抗硫酸 鹽侵蝕、抗凍融循環、抗裂等性能，因而是混凝土使用過程中人們非常關注的耐久性指標之 一。?
混凝土的收縮實驗按照GBJ 82-85“混凝土干縮實驗方法”進行。實驗編號H-4?#、H -6?#試樣分別摻加高效防水劑配方4、配方6。實際配料時， 配方4和配方6 中高效防水劑與水的質量配比分別為1∶2.0和1∶2.5，并將它們的混合液作為“水”和水 泥混合，水灰比為0.50，砂率為40%。實驗結果見表1。?
表1 混凝土收縮實驗結果?
試樣編號 收縮率(10-6)
1 d 3 d 7 d 28 d 42 d 56 d 90 d
基準 64 114 256 292 305 335 348
H-4?# 22 136 258 286 285 324 372
H-6?# 86 154 274 306 327 341 400
由表1可見，摻加高效防水劑配方4、配方6后，混凝土的收縮率與基準混凝土基 本持平，盡管摻加配方6之后，混凝土90 d的收縮與基準混凝土的比值為115%，但仍低于 國家標準值(135%)。?
3 抗凍融性能?
抗凍融性能也是混凝土耐久性的重要指標之一。本研究的凍融循環實驗按照GBJ 82-85“普 通混凝土長期性能和耐久性能實驗方法”進行。試件尺 寸為100 mm100 mm100 mm。實驗編號D-4?#、D-6?#試樣分別 摻加高效防水劑配方4、配方6(實際配料分別與H-4?#、H-6?#相同)。使用慢凍法對混凝土 進行100次抗凍融循環實驗，實驗結果列于表2。
表2 混凝土的凍融循環實驗結果?
試樣編號 凍后質量損失率/％ 凍后與凍前強度比/％
基準混凝土 0.51 94.34
D-4?# 0.24 96.13
D-6?# 0.34 95.09
一般認為，混凝土內部在某一凍結溫度下存在結冰水和過冷水，結冰水產生體積膨脹及 過冷水發生遷移，從而產生膨脹壓力和滲透壓力，致使混凝土遭受破壞�？梢娀炷羶鼋Y時 發生膨脹和開裂需要高飽和度水。多孔性和滲透系數高的大水灰比普通混凝土，水分容易滲 透進去，易達到飽和狀態，因而這種混凝土易遭受凍融破壞。而摻加高效防水劑的 混凝土，由于防水劑中的成分和水泥水化產物發生反應，使得水泥石比較致密，而且水泥石 與 集料間的過渡區也得到明顯改善，滲透性低，水分幾乎滲透不進去，而使混凝土具有優異的 抗凍融循環能力。表2結果表明，摻加高效防水劑配方4、配方6的混凝土，受凍后質量損 失率與基準混凝土相比要少，凍后與凍前的強度比比基準混凝土要高。施工現場的數據 也表明，摻加高效防水劑的混凝土具有較好的抗凍性能。?
4 抗海水侵蝕性能?
海水中約含3.5%的可溶鹽，離子濃度為1.9% Cl?-、?1.2?% Na?+、0.26% SO?4??2- ?、0.14% Mg??2+?及0.05% Ca??2+?。以鹽來表示，其組成相當2.7% NaCl、0.32% MgCl?2、?0.22%? MgSO?4、0.13% CaSO?4，還有少量碳酸鹽及其它微量成分。海水對 混凝土的化學侵蝕破壞作用主要表現為硫酸鎂腐蝕；對于鋼筋水泥混凝土而言，還 要加上氯離子對鋼筋的銹蝕作用，即海水對鋼筋水泥混凝土的侵蝕破壞作用比對素水泥 混凝土要嚴重得多。?
本研究按GBJ 82-85“普通混凝土長期性能和耐久性能實驗方法”制備試件。將試件水 養至28 d齡期后， 分別浸泡在自配海水中，當它們經受6個月侵蝕后分別進行抗壓強度測試。自配海水每2周 更換1次或校正1次。實驗編號F-4?#、F-6 ?#試樣分別摻加高效防水劑配方4、配方6。實際配料時，配方4和配方6中高效防水劑與水 的質 量配比分別為1∶?2.0?和1∶2.5，并將它們的混合液作為“水”和水泥混合，水灰 比為0.44，砂率為40%。實驗結果見表3。?
表3 抗海水侵蝕實驗結果?
試樣編號 浸自來水，?抗壓強度 浸 自 配 海 水
抗壓強度/MPa 強度變化率/％
基準 71.5 70.5 -1.40
F-4?# 68.4 71.4 4.39
F-6?# 71.2 74.4 4.49
對比各試樣在自配海水中經受6個月侵蝕后的外觀，F-4?#和F-6?#外觀完好如初 ，沒有發現遭受侵蝕破壞的跡象，而基準試樣表面開裂、松散。從表3中的抗壓強度變化率 對比可看出，摻加高效防水劑的混凝土強度均比基準混凝土有所提高：基準混凝土的強度 下降了1.40%，而摻加配方4的混凝土強度上升了4.39%，摻加配方6的混凝土強度增 加了4.49%。這說明摻加高效防水劑的混凝土抗海水侵蝕性能良好。5 結 論?
(1)添加高效防水劑后，混凝土的收縮率與基準混凝土基本持平。?
(2)由于高效防水劑和水泥水化產物反應，使水泥石的結構致密化，孔隙率降低，水泥和集 料間薄弱環節—過渡區的結構得到明顯的改善，從而使混凝土的抗凍融性能和抗海水侵蝕 性能均得到提高，混凝土的耐久性也由此得到改善。
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