吳向宇 趙愛東

（河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000）

聚合物EVA改性快速硬修補(bǔ)混凝土抗侵蝕性能的研究

吳向宇 趙愛東

（河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000）

抵抗各種不良環(huán)境下各種侵蝕是混凝土耐久性研究的一個重要的內(nèi)容，隨著聚合物EVA粉末和相對應(yīng)各種摻合料的加入，改變了混凝土的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對混凝土抵抗各種不良侵蝕能力的提高提到非常顯著的作用。隨聚合物EVA摻入量的增加，同時也對混凝土抗侵蝕能力有不同的影響。分析了各種侵蝕后，不同養(yǎng)護(hù)周期的混凝土力學(xué)性能損失，提出了新型聚合物EVA改性快速硬修補(bǔ)混凝土的新配比和應(yīng)用研究進(jìn)展，拓展了今后的研究方向。

聚合物改性混凝土；抗侵蝕；力學(xué)性能

概述

研究各種化學(xué)成分對混凝土的侵蝕，是研究混凝土耐久性的一個重要內(nèi)容，同時也是影響因素最復(fù)雜、危害性最大的環(huán)境研究課題，其中侵蝕性介質(zhì)包括軟水、硫酸鹽、鎂鹽、碳酸鹽、一般酸、強(qiáng)堿、海水等。其影響主要因素分為外因和內(nèi)因。外因主要是環(huán)境因素影響，例如侵蝕性溶液的濃度、溶液的pH值等。內(nèi)因主要是指混凝土本身組成的材料，如水泥的種類和型號、粗集料和細(xì)集料的選用、水灰比、附加外加劑和摻合料的選擇、混凝土攪拌和澆注的方法及養(yǎng)護(hù)的環(huán)境、方法及溫度等等。

一般情況下，混凝土材性為弱堿性。聚合物的摻入對于混凝土材性pH值有一定影響，所以必須摻加氫氧化鋁或其他中和性材料調(diào)整其pH值符合一般混凝土特性。聚合物的摻入對混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)起到改性的作用，主要是提高混凝土內(nèi)部密實(shí)度，改善混凝土內(nèi)部孔隙率，并通過化學(xué)鍵中反應(yīng)增強(qiáng)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的粘結(jié)力，從而加強(qiáng)了混凝土抗侵蝕性能。但是不同的聚合物或不同的摻入量會對混凝土抗侵蝕性能產(chǎn)生不同的影響。

本次通過研究聚合物EVA改性快速硬修補(bǔ)普通混凝土，不同的聚合物摻入量配比下對軟水（河水）、5%濃度硫酸鈉、5%濃度氯化鎂、5%碳酸鈉、5%濃度鹽酸、5%硫酸、5%氫氧化鈉和海水，按《普通混凝土長期性能與耐久性試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中“浸泡法”測試聚合物EVA改性快速硬修補(bǔ)混凝土的抗侵蝕性能。

1 試驗設(shè)計

1.1 試驗原料

試驗采用的原材料有廣州市新稀冶金化工有限公司產(chǎn)SH-V型超細(xì)EVA粉末基準(zhǔn)水泥、ISO標(biāo)準(zhǔn)砂、200mm級配碎石、張家口市沙嶺子電廠產(chǎn)Ⅱ級粉煤灰、張家口產(chǎn)S95級高爐礦渣、引泡劑PPA、山東濰坊融榮建材有限公司產(chǎn)萘系高效減水劑、北京海巖興業(yè)產(chǎn)液體高效低堿速凝劑、自來水。

1.2 試驗配合比設(shè)計

1.3 試驗方法

全浸泡法該法成型100mm×l00mm×l00mm的混凝土試件，標(biāo)養(yǎng)28d將試件取出，然后移入各種侵蝕性介質(zhì)溶液中，侵蝕齡期從試件移入起開始計算。按試驗設(shè)計齡期分別取出一組試件測定在侵蝕介質(zhì)中以及清水中相同齡期、相同配比的混凝土抗壓強(qiáng)度，求出抗腐蝕系數(shù)K值。

150 155 2 2.5% 150 151 3 5% 150 150 5 10% 150 145注：表中各材料百分比為膠凝材料質(zhì)量百分比。項目 EVA 水泥 砂 石 礦渣 粉煤灰 PPA Al（OH）3 減水劑 速凝劑 水 坍落度1 0%385 580 1100 50 50 0.2% 0.3% 1.5% 3%

表1 侵蝕性試驗抗壓強(qiáng)度

不同侵蝕性溶液對混凝土的侵蝕效果不盡相同，如硫酸鹽侵蝕混凝土后會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生一定量的鈣礬石，這種礦物一般具有典型的發(fā)射形針狀結(jié)構(gòu)且互相緊密搭接，這樣的結(jié)構(gòu)對于提高混凝土的抗折強(qiáng)度是很有利的，因此用抗折強(qiáng)度比來定義抗腐蝕系數(shù)容易造成混凝土抗蝕性能的假象。而用抗壓強(qiáng)度比來定義抗腐蝕系數(shù)顯然可以避免這方面的問題。

2 試驗結(jié)果及分析

首先從軟水侵蝕和海水侵蝕試驗結(jié)果分析，各種配合比聚合物EVA改性快速硬修補(bǔ)混凝土基本不受軟水和海水侵蝕的影響，說明在一般水環(huán)境下，聚合物EVA對混凝土的抗侵蝕性能的改善作用明顯。

在一般酸溶液中，普通混凝土試件在5%硫酸和5%鹽酸溶液中均表現(xiàn)出抵抗侵蝕性能較低的狀態(tài)，尤其是在5%硫酸溶液侵蝕下，抗壓強(qiáng)度損失在60D后接近45.79%。180D后抗壓強(qiáng)度損失接近47.52%，說明在硫酸環(huán)境下，混凝土構(gòu)件基本不能達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求，使用功能完全損失。而在P=10%聚合物EVA粉末摻入后，對混凝土構(gòu)件內(nèi)部起到了良好的改性作用，強(qiáng)度損失低于5%，而且其剩余強(qiáng)度完全滿足C30混凝土最初設(shè)計強(qiáng)度。說明在一般酸性環(huán)境下，聚合物EVA改性快速硬修補(bǔ)混凝土在P=10%以上，仍舊能滿足設(shè)計強(qiáng)度使用要求，表現(xiàn)出良好的耐酸侵蝕性。

在硫酸鹽溶液、鎂鹽溶液、碳酸鹽溶液和強(qiáng)堿溶液侵蝕下，聚合物EVA改性快速硬修補(bǔ)混凝土強(qiáng)度損失一般低于3%。

結(jié)語

隨著混凝土中聚合物摻量的增加，聚合物成膜趨于連續(xù)，與水泥水化產(chǎn)物相互交織纏繞形成空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，并跨越水泥與粗細(xì)集料的過渡區(qū)面上，包裹水泥水化顆粒，過渡區(qū)結(jié)構(gòu)趨于致密，強(qiáng)度略微增高，混凝土內(nèi)部密實(shí)性極大改善，從而提高了混凝土的抗侵蝕性能。當(dāng)聚合物EVA的摻入量為5%至10%之間時，改善作用較高，經(jīng)濟(jì)性最強(qiáng)。

[1]梁詠寧，等. 摻合料對混凝土抗硫酸鹽侵蝕能力的影響[J].混凝土，2011（02）.

[2]熊劍平，等. 聚合物水泥砂漿路用性能與改性機(jī)理研究[J].公路，2007（05）.

[3]GB/T50081—2002，普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)[S].

TU528

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.042

吳向宇 男 1978年10月18日出生，漢族，講師，河北建筑工程學(xué)院 075000 河北省張家口市 混凝土技術(shù)研究方向 電話18503135682 信箱：babadiya2000@126.com

編號：河北住建廳2012-2033