鹽堿地區(qū)混凝土防腐蝕的方法 該添加抗硫酸鹽防腐外加劑 

一、混凝土抗硫酸鹽類(lèi)侵蝕防腐劑適用范圍

1、在硅酸鹽類(lèi)水泥砂漿或混凝土中摻加一定量的抗硫酸鹽類(lèi)侵蝕防腐劑，能抵抗環(huán)境中一定濃度的SO2-4、Cl－、HCO-3、CO2、NH-4、Mg2+以及其它鹽類(lèi)、泛酸類(lèi)的地下水、地表水、海水、污水和含鹽土壤、可溶巖鹽等侵蝕性物質(zhì)對(duì)砂漿或混凝土的侵蝕。

2、在硅酸鹽類(lèi)水泥砂漿或混凝土中摻加一定量的抗硫酸鹽類(lèi)侵蝕防腐劑，可用于受環(huán)境侵蝕的海港、水利、污水、地下、隧道、引水、道路、橋梁、工業(yè)和民用建筑基礎(chǔ)等工程。

二、摻量：按膠凝質(zhì)量8-12%。

三、抗硫酸鹽類(lèi)侵蝕防腐劑理化性能 

抗硫酸鹽類(lèi)侵蝕防腐劑理化性能要求

項(xiàng) 目

標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)

實(shí)測(cè)值

化學(xué)成分

氧化鎂/%

5.0

2.3

氯離子/%

0.05

0.01

物理性能

比表面積/（㎡/㎏）

300

375

凝結(jié)時(shí)間

初凝/min

45

60

終凝/h

10

8

抗壓強(qiáng)度比/%

7d

90

96

28d

100

105

膨脹率/%

1d

0.05

0.07

28d

0.60

0.54

抗侵蝕性

抗蝕系數(shù)（K）

0.85

0.88

膨脹系數(shù)（E）

1.50

1.3

海水或鹽堿地區(qū)環(huán)境水中的硫酸鹽和鎂鹽，對(duì)水泥混凝土具有化學(xué)腐蝕破壞作用，氯鹽和硫酸鹽還對(duì)混凝土中的鋼筋具有銹蝕破壞作用，所以混凝土必須采取防腐措施。

KFS-1型混凝土防腐蝕劑是由表面活性劑、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)助劑和載體配制而成的外加劑。在普通硅酸鹽水泥中同時(shí)摻加KFS-1型防腐蝕劑和Ⅱ級(jí)粉煤灰，可使水泥的抗硫酸鹽極限濃度（K值）提高到10000～15000mg/l，較普通抗硫酸鹽水泥高4～6倍。防腐蝕劑還具有防止鋼筋銹蝕，改善抗凍融性能，提高抗?jié)B性和增加強(qiáng)度等作用，適用于沿海鐵路、港口及鹽堿地區(qū)耐中、強(qiáng)硫酸鹽侵蝕混凝土的施工。

一、應(yīng)用范圍

KFS-1型適用于水下或凍線以下基礎(chǔ)工程防腐蝕混凝土及適用于有抗凍融要求的防腐蝕混凝土。

二、主要技術(shù)指標(biāo) 

技術(shù)性能

試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)

試驗(yàn)項(xiàng)目

指標(biāo)

耐腐蝕性

GB749-65

抗硫酸鹽極限濃度（K值）

10000～15000

防銹蝕性

YBJ231-91

電化學(xué)綜合評(píng)定法

合格

抗凍融性

GBJ82-85

相對(duì)動(dòng)彈性模量（P）

＞60%

重量損失率（ W）

＜5%

減水率

GB8078-127

混凝土減水率

＞10%

抗壓強(qiáng)度比

＞100%

三、使用方法

1、KFS-1型防腐蝕劑應(yīng)與粉煤灰同時(shí)摻入混凝土中，并按TB201-86附錄13和《粉煤灰防腐蝕混凝土施工技術(shù)暫行規(guī)定》施工；

2、防腐蝕劑摻量為水泥與粉煤灰總重量的8～12%；

3、KFS-1型防腐蝕劑不燃、無(wú)毒，屬非危險(xiǎn)品，但不得入口，有效保存期為3年。

[應(yīng)用實(shí)例]1

抗侵蝕防腐劑在硫酸電解銅工程中的應(yīng)用

含硫酸蒸氣和凝聚物會(huì)對(duì)電解銅廠的混凝土廠房產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，使廠房及構(gòu)件造成腐蝕性脫落、剝皮、強(qiáng)度降低、鋼筋銹蝕，嚴(yán)重影響建筑物的使用壽命。為解決這一問(wèn)題，在某工程設(shè)計(jì)中采用了42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通水泥和32.5強(qiáng)度等級(jí)的礦渣水泥摻用KFS-1蝕防腐劑，配制耐腐蝕混凝土。梁、柱、吊車(chē)梁、預(yù)制頂板用普通水泥摻加KFS-1型抗侵蝕防腐劑，摻量為水泥重量的8％～12％(替代水泥率)，設(shè)計(jì)為C30混凝土?；?、一層板柱、標(biāo)高8.1m上部、高位池(硫酸液池用樹(shù)脂做防護(hù)層)、地面等用礦渣水泥，KFS-1型抗侵蝕防腐劑的摻量為水泥重量的8％～12％(替代水泥率)，設(shè)計(jì)為C20～C25混凝土。電解槽四排總寬18m，長(zhǎng)90m，整個(gè)車(chē)間100多m長(zhǎng)，高度15m。該工程建成投產(chǎn)3年后，混凝土棱角、表層及平整度都完好如初，未見(jiàn)有受腐蝕的跡象。

1、 設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)侵蝕物質(zhì)的含量和工程環(huán)境，依據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、以及ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的侵蝕物質(zhì)和侵蝕程度依 據(jù)，受硫酸鹽及其他鹽類(lèi)、泛酸類(lèi)侵蝕程度，確定電解銅廠建筑工程分部位為酸性中等腐蝕和強(qiáng)腐蝕，選 用42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通水泥和32.5強(qiáng)度等級(jí)的礦渣水泥摻用KFS-1型抗侵蝕防腐劑，配制使用耐腐蝕混凝土。

2、工程混凝土

（1）試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果：采用42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通水泥、32.5強(qiáng)度等級(jí)的礦渣水泥摻8％～12％KFS-1型抗侵蝕防腐劑，中砂，骨料粒徑20～40mm配制的混凝土，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C20、C25、C30，車(chē)間不同部位設(shè)計(jì)要求和施工混凝土配合比與強(qiáng)度見(jiàn)表1。配制的普通混凝土，坍落度控制在40～60mm，混凝土流動(dòng)度等工作性能好，強(qiáng)度高，平均強(qiáng)度均超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的135％。

表1 不同部位設(shè)計(jì)要求和混凝土配合比與強(qiáng)度

建筑物
的部位

設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)

水泥

KFS-1摻量/%

混凝土配合比

水泥：砂：石：KFS-1：水

坍落度/mm

28d平均抗壓/ MPa(％)

基柱

C20

礦32.5

6.5

1:2.18:4.05:0.065:0.59

46

30.9(155)

標(biāo)高8.1m

C20

礦32.5

6.5

高位池

C25

礦32.5

6.4

1:1.86:3.60:0.064:0.52

51

34.0(136)

一層梁板柱

C25

礦32.5

6.4

柱①-○16軸

C30

普42.5

6.5

1:2.00:3.89:0.065:0.54

51

42.3(141)

柱

C30

吊車(chē)梁

C30

2）混凝土力學(xué)和抗侵蝕性能：不摻和摻10%KFS-1型抗侵蝕防腐劑的水泥混凝土的各齡期抗壓強(qiáng)度和在侵蝕介質(zhì)中浸泡試體抗壓強(qiáng)度與淡水中養(yǎng)護(hù)試體同齡期強(qiáng)度之比的抗侵蝕系數(shù)見(jiàn)表2，在5%Na2SO4、硫酸介質(zhì)（pH值4.0～4.5）中侵蝕28d和180d的抗侵蝕系數(shù)(K)，摻KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土抗蝕系數(shù)均為1.0左右，而不摻的混凝土抗侵蝕性能較差。

表2 摻KFS-1的水泥混凝土強(qiáng)度及抗侵蝕性能

普通水泥/%

KFS-1摻量/%

混凝土配合比

水泥(+KFS-1):砂:石:水

坍落度/㎝

抗壓強(qiáng)度/MPa

K28d

K180d

3d

7d

28d

5%Ba2SO4

pH4～4.5

5%Na2SO4

pH4～4.5

100

0

1:1.7:3.2:0.46

5.5

13.2

23.1

33.2

0.88

0.91

0.78

0.77

90

10

1:1.7:3.2:0.44

4.8

15.0

26.5

46.3

1.08

1.03

1.01

1.03

結(jié)果與分析

摻KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土，拌水后能將水泥水化析出大量的氫氧化鈣、高堿性鋁酸鈣等不穩(wěn)定或亞穩(wěn)狀態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的，有利于均質(zhì)、密實(shí)、對(duì)強(qiáng)度起貢獻(xiàn)作用的水泥石結(jié)構(gòu)。這種化學(xué)和物理的綜合作用，起到了抵抗環(huán)境侵蝕性物質(zhì)對(duì)混凝土侵蝕的作用，避免了由硫酸等介質(zhì)對(duì)混凝土的破壞。從試驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)，不摻和摻KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土強(qiáng)度、抗侵蝕系數(shù)以及在工程中的使用結(jié)果，也都表明摻用KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土具有較好的抗侵蝕和耐久性能。

4、結(jié)語(yǔ)

該工程交工投產(chǎn)后，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行的驗(yàn)收，以及投產(chǎn)使用后的現(xiàn)場(chǎng)考察表明，摻用KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土廠房，在與硫酸蒸氣或空氣侵蝕環(huán)境中含有侵蝕性介質(zhì)作用下，混凝土棱角、表層平整度都完好如初，未見(jiàn)有受腐蝕的跡象，其主要原因如下。

(1)摻入KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土，可將水泥水化析出大量的氫氧化鈣、高堿性鋁酸鈣等不穩(wěn)定或亞穩(wěn)狀態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的，有利于均質(zhì)、密實(shí)、對(duì)強(qiáng)度起貢獻(xiàn)作用的水泥石結(jié)構(gòu)。這種化學(xué)和物理的作用，是提高混凝土抗侵蝕、耐久性的有效措施。

(2)摻入KFS-1型抗侵蝕防腐劑可補(bǔ)償混凝土收縮，減少裂紋和降低孔隙率，阻止侵蝕性物質(zhì)的滲入、擴(kuò)散或滲透。同時(shí)，又可以起到保護(hù)鋼筋防止銹蝕的作用。

(3)摻入8％～12％KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土抗侵蝕性能大大提高，抗侵蝕系數(shù)大于0.90，可抵抗強(qiáng)侵蝕。工程使用三年后，該電解銅廠第三期擴(kuò)建工程仍采用摻KFS-1型抗侵蝕防腐劑來(lái)解決腐蝕問(wèn)題；從該工程使用效果以及在污水處理工程的實(shí)例證明，摻入KFS-1型抗侵蝕防腐劑可制備具有高性能、抗侵蝕、自防水的耐久性混凝土。

[ 應(yīng)用實(shí)例 2]

海工高性能混凝土抗侵蝕劑的應(yīng)用

海水中和海岸邊的混凝土工程由于長(zhǎng)期受 Cl - 侵蝕，混凝土中鋼筋銹蝕的現(xiàn)象非常普遍，已建的海港碼頭等工程多數(shù)都達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命的要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)每年因混凝土耐久性問(wèn)題損失數(shù)面億美元，每 4 個(gè)建筑中就發(fā)生一例鋼筋銹蝕破壞。中國(guó)每年因混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞也損失數(shù)十億人民幣。研究和實(shí)踐表明，大幅度提高混凝土的抗?jié)B透性，降低收縮開(kāi)裂，減少混凝土內(nèi)部液相中的有害離子成分，阻止 Cl - 在混凝土孔相中的遷移，是改善海工鋼筋混凝土抗海水和其他有害介質(zhì)侵蝕，大幅度延長(zhǎng)海工混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的技術(shù)關(guān)鍵。

它能大幅度提高海工混凝土施工性、力學(xué)性能、抗 Cl - 滲透性、抗化學(xué)物質(zhì)侵蝕性和延長(zhǎng)海工鋼筋混凝土使用壽命，方便海工混凝土配制施工。

1 、 KFS-1 海工抗侵蝕劑的摻量及技術(shù)性能
KFS-1 海工抗侵蝕劑的常用摻量為膠凝材料總量的 6 ％ ~10 ％ ( 內(nèi)摻法，即可以等量替代部分水泥 ) 。摻加該抗侵蝕劑可以極大地提高海工混凝土的抗侵蝕能力，且有助于節(jié)約海工混凝土中水泥用量。其技術(shù)性能具體如下：
1) 摻加 7.0 ％～ 9.0 ％的 KFS-1 海工抗侵蝕劑，在保持相同流動(dòng)性的情況下。能使砂漿抗?jié)B等級(jí)提高 300 ％以上，使混凝土的抗?jié)B等級(jí)提高 400 ％，也可用來(lái)配制抗?jié)B等級(jí)為 P30 以上的防水抗?jié)B混凝土。

2) 摻加 KFS-1 海工抗侵蝕劑，可大幅度降低混凝土中 Cl - 滲透速度，按照《 ASTMl202 混凝土抗 Cl - 滲透性電測(cè)法》和《 JTJ275 2000 海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》中 Cl - 滲透性快速測(cè)定方法測(cè)得的電通量小于 1000C ，屬于滲透性很低的范疇，非常適合于長(zhǎng)壽命服役期的海工鋼筋混凝土工程。

3) 在保持水泥用量和坍落度不變的情況下，摻加 7.0% ～ 8.0 ％的 KFS-1 海工抗侵蝕劑可減少混凝土用水量 15 ％～ 23 ％。使混凝土 3 天強(qiáng)度提高 150 ％以上。 7 天強(qiáng)度提高 120 ％左右， 28 天強(qiáng)度提高 40% 以上。
4 ）摻加 KFS-1 海工抗侵蝕劑，可以使混凝土在潮濕養(yǎng)護(hù)條件下早期產(chǎn)生一定膨脹 (0.01 ％ ~0.02%) ，補(bǔ)償后期由于失水干燥引起的部分收縮，從而提高結(jié)構(gòu)物抗裂性、體積穩(wěn)定性和耐久性。

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