硅烷浸漬混凝土性能研究及壽命預(yù)測模擬分析.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于具有良好的耐久性能，目前廣泛應(yīng)用于各類工程構(gòu)筑物中。然而混凝土作為一種多孔性材料，滲透性高，尤其是在海洋環(huán)境下，海水對混凝土結(jié)構(gòu)物的入侵能夠帶入大量有害物質(zhì)特別是氯離子，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋發(fā)生銹蝕，顯著縮短混凝土結(jié)構(gòu)的實際使用壽命，從而造成資源的嚴(yán)重浪費。同時，隨著現(xiàn)代構(gòu)筑物對混凝土性能要求的不斷提高，混凝土耐久性不足的問題也越來越嚴(yán)重。因此，如何有效提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題，延長構(gòu)筑物的使用壽命已經(jīng)成為一個重大

2、課題。
　　水侵蝕是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性降低的重要原因，混凝土構(gòu)筑物的破壞大部分都與水的入侵有關(guān)，只要能夠有效阻止外界水分進(jìn)入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，混凝土結(jié)構(gòu)的大部分病害問題都可以得到解決。而硅烷作為一種高滲透型防水材料，在20世紀(jì)80年代就開始被應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的防護(hù)。與其他混凝土結(jié)構(gòu)防護(hù)涂層相比，硅烷處理混凝土結(jié)構(gòu)表面施工簡單、使用年限長，對混凝土結(jié)構(gòu)的防護(hù)作用更為長久。
　　本文主要研究了硅烷浸漬對混凝土結(jié)構(gòu)的防護(hù)作用效果，

3、分別測試了兩種硅烷材料對不同類型混凝土的吸水率、浸漬深度、抗氯離子滲透性（電通量、氯離子擴(kuò)散系數(shù)）、抗碳化性能、抗鹽凍性能的影響。實驗所用混凝土類型包括三個強(qiáng)度等級普通硅酸鹽水泥混凝土(C35、C40、C45)和C35強(qiáng)度等級復(fù)合水泥混凝土。在實驗基礎(chǔ)上，通過Comsol Multiphysics軟件對基于氯離子侵蝕的混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命影響因素進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，采用正交試驗分析方法模擬分析了硅烷浸漬深度、混凝土保護(hù)層厚度、混凝土擴(kuò)散系

4、數(shù)、外界氯離子初始濃度四個因素對混凝土內(nèi)部鋼筋表面氯離子最終濃度的影響大小，并進(jìn)行了單因素分析。
　　研究結(jié)果表明:硅烷浸漬對混凝土吸水率的降低幅度可以達(dá)到將近90％;硅烷浸漬深度大概在5-10mm之間?；炷翉?qiáng)度等級越低，硅烷浸漬深度越大，硅烷浸漬對混凝土吸水率的降低效果越好。硅烷浸漬對普通硅酸鹽水泥混凝土作用效果更明顯。硅烷浸漬能夠有效提高混凝土的抗氯離子滲透性。硅烷對混凝土的電通量值和氯離子擴(kuò)散系數(shù)的降低幅度基本上在20％-

5、40％之間，且硅烷對復(fù)合水泥混凝土的抗氯離子滲透性能提升作用更明顯。硅烷浸漬對混凝土的抗碳化性能作用不明顯，硅烷浸漬前后混凝土的28d碳化深度相差不大。
　　硅烷浸漬能夠明顯提升混凝土的抗鹽凍性能?；炷翉?qiáng)度等級越高，硅烷浸漬作用效果越明顯。未硅烷浸漬混凝土試件經(jīng)過28次鹽凍循環(huán)后的鹽凍面砂漿層嚴(yán)重剝落，硅烷浸漬后混凝土試件的鹽凍面只有少部分脫落，基本保持完好。硅烷浸漬能夠明顯降低混凝土鹽凍循環(huán)后的單位面積質(zhì)量損失，經(jīng)過28次鹽凍