灌漿料是現(xiàn)代重要的新型建筑材料之一,廣泛用于大壩、橋梁、地板、貯槽和建筑等。堅(jiān)硬的灌漿料本身也耐腐蝕的材料,經(jīng)常用于鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù),但是灌漿料也有反應(yīng)性,比如說在酸性環(huán)境中,所以它的表面也需要涂料的保護(hù)。
灌漿料是由硅酸鹽水泥、填充骨料、水和助劑等混合后經(jīng)水合澆注而成。水泥的基本化學(xué)組成為3CaOSiO2和β-2CaOSiO2,以及少量的3CaOAl2O3、4CaOAl2O3Fe2O3或者是一些鐵相的固體溶液MgO、CaO以及其痕量化合物。除了加入骨料增強(qiáng)其耐磨性,還使用鋼筋骨架來增加灌漿料構(gòu)件的強(qiáng)度,這種灌漿料叫作鋼筋灌漿料。
灌漿料的固化通常經(jīng)過28天后可以達(dá)到最初的物理性能,國外有時候采用蒸汽來加速水合反應(yīng),灌漿料構(gòu)件的固化通常只要幾個小時就可以完成。灌漿料涂層需具備防護(hù)和裝飾兩方面功能。由于暴露於日曬、雨淋、大氣污染等的長期作用下,鋼筋灌漿料的腐蝕如果不引起重視和采取措施,就會帶來嚴(yán)重后果。
引起灌漿料內(nèi)加強(qiáng)鋼筋腐蝕最為主要的原因是灌漿料的碳化和氯化物的滲透量。
1.灌漿料的碳化
鋼筋灌漿料的發(fā)明與發(fā)展的主要因素之一是水泥漿具有保護(hù)鋼筋免受腐蝕的能力。鋼筋灌漿料中水泥的水化產(chǎn)物——?dú)溲趸}是一種高堿性物質(zhì),pH值在12.5以上,灌漿料中鋼筋與該溶液接觸,表面會形成氧化亞鐵面膜,它可以鈍化鋼筋,阻止氧接觸鋼筋,對鋼筋起到保護(hù)作用。這種鈍化作用在堿性環(huán)境中是很穩(wěn)定的。當(dāng)水份通過孔洞形態(tài)的灌漿料,在里面形成氫氧化鈣。氫氧化鈣是一個堿性環(huán)境,由于外來的酸性氣體,如二氧化碳滲入
灌漿料與氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),變成碳酸鈣,整個反應(yīng)稱為碳化作用。CO2+H2O+Ca(OH)→CaCO3+2H2O
灌漿料內(nèi)鋼筋的腐蝕
當(dāng)大量的碳酸鈣形成時,灌漿料內(nèi)部堿性環(huán)境受到破壞,達(dá)到一定程度時,如pH在9以下時,鈍態(tài)鐵的保護(hù)層就失去作用,灌漿料內(nèi)的鋼筋因?yàn)闆]有受到堿性環(huán)境的保護(hù)而產(chǎn)生銹蝕。
灌漿料的碳化因素很多,例如,水泥本身的質(zhì)量,施工時水分及水泥比例,固化時間及環(huán)境等等。而多孔的灌漿料比一般灌漿料碳化速度快,有時甚至快十倍,此外施工也是一個十分重要的問題,例如水泥層外層與鋼筋之間的距離(水泥壁)過小等。
2.氯化物的滲透
灌漿料施工時往往會加入一些含有氯化物的預(yù)混合料,例如污染的水源,砂石等等。灌漿料固化后,在大氣環(huán)境中的氯化物污染是難以避免。
氯離子是一種穿透力極強(qiáng)的腐蝕介質(zhì),當(dāng)接觸到鋼鐵表面,便迅速破&