滲透型涂料表面處理與混凝土耐久性

前言

　　混凝土結(jié)構(gòu)因耐久性不足而過早破壞，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)負(fù)擔(dān)——這已是世界性的問題。如何提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)物的使用壽命，是土木工程界普遍關(guān)注的問題。研究表明，有足夠水分參與是混凝土發(fā)生過早耐久性劣化的必要條件，而對(duì)混凝土進(jìn)行防水處理是提高混凝土耐久性的有效途徑。近年來，硅烷類滲透型涂料在混凝土表面防護(hù)中的應(yīng)用比較廣泛，但有關(guān)其防水機(jī)理、防護(hù)效果、對(duì)混凝土耐久性的影響，以及評(píng)價(jià)指標(biāo)等方面的研究還不系統(tǒng)，工程應(yīng)用多以經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)。筆者所在研究團(tuán)隊(duì)采取理論分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對(duì)混凝土滲透型涂料表面處理與抗氯離子侵蝕性、抗碳化能力、混凝土中鋼筋銹蝕、混凝土斷裂能的關(guān)系等諸方面進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究，取得了一系列研究成果。本書的內(nèi)容即是有關(guān)研究成果的總結(jié)?！　”緯嘘P(guān)研究?jī)?nèi)容得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科技部、山東省科技廳、青島市科技局等部門的大力支持，獲得資助的相關(guān)項(xiàng)目有：國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“海底隧道工程劣化機(jī)理與防護(hù)技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：50739001），面上項(xiàng)目“沿?；炷两ㄖ钠茐臋C(jī)理與修復(fù)技術(shù)”（項(xiàng)目編號(hào)：50378045）；國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“海洋工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕關(guān)鍵技術(shù)及示范工程”（項(xiàng)目編號(hào)：2007BAB27.B03）；山東省科技廳項(xiàng)目“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)及其理論”（項(xiàng)目編號(hào)：02112011）；山東省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“硅烷防水劑改性混凝土的耐久性研究”（項(xiàng)目編號(hào)：Z2006F02）；青島市科技局項(xiàng)目“滲透型涂料與混凝土表面的作用機(jī)理與應(yīng)用技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：06-2-2-14-jch）等，在此，作者對(duì)上述資助單位表示感謝。

內(nèi)容概要

全書共分九章，第1章從混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性現(xiàn)狀出發(fā)，論述了對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)處理的重要意義，并對(duì)滲透型涂料表面防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了介紹；第2章研究了滲透型涂料與混凝土表面的作用機(jī)理，并分析了影響表面處理效果的各種因素；第3章基于混凝土的毛細(xì)吸水理論，分析了滲透型涂料表面處理對(duì)混凝土吸水性及濕擴(kuò)散的影響；第4章針對(duì)氯離子環(huán)境，研究了滲透型涂料表面處理對(duì)混凝土抗氯離子侵蝕的影響；第5章針對(duì)一般大氣環(huán)境，介紹了滲透型涂料表面處理對(duì)混凝土碳化性能的影響；第6章針對(duì)引起鋼筋銹蝕的兩個(gè)主要原因，即碳化和氯離子侵蝕，研究了滲透型涂料表面處理對(duì)鋼筋銹蝕的影響；第7章介紹了滲透型涂料表面處理對(duì)混凝土凍融破壞、堿-骨料反應(yīng)、化學(xué)腐蝕及磨蝕的影響；第8章基于對(duì)裂縫處有害介質(zhì)傳輸機(jī)理的分析，通過對(duì)氯離子滲透、鋼筋銹蝕等方面的研究，分析了滲透型涂料表面處理對(duì)混凝土斷裂能和帶裂縫混凝土耐久性的影響；第9章介紹了滲透型涂料用于混凝土表面處理的施工技術(shù)及質(zhì)量控制方法。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  混凝土的耐久性    1.1.1  混凝土耐久性的重要意義    1.1.2  混凝土耐久性的研究現(xiàn)狀    1.1.3  混凝土耐久性研究的主要內(nèi)容    1.1.4  改善混凝土耐久性的技術(shù)措施  1.2  混凝土表面防護(hù)    1.2.1  表面防護(hù)涂料    1.2.2  表面防護(hù)技術(shù)  1.3  滲透型防水涂料    1.3.1  水泥基滲透結(jié)晶型涂料    1.3.2  有機(jī)硅類滲透型涂料  參考文獻(xiàn)第2章  滲透型涂料與混凝土表面作用機(jī)理  2.1  混凝土的孔結(jié)構(gòu)  2.2  水對(duì)混凝土性能的影響    2.2.1  制備、施工階段    2.2.2  凝結(jié)硬化階段    2.2.3  服役階段  2.3  滲透型防水涂料與混凝土表面作用    2.3.1  結(jié)合機(jī)理    2.3.2  斥水機(jī)理  2.4  滲透型涂料表面處理效果的影響因素    2.4.1  產(chǎn)品類型    2.4.2  涂布量    2.4.3  混凝土表面性能    2.4.4  吸收時(shí)間    2.4.5  濕度    2.4.6  施工工藝  參考文獻(xiàn)第3章  滲透型涂料表面處理與混凝土吸水性  3.1  混凝土的毛細(xì)吸水    3.1.1  毛細(xì)吸水理論    3.1.2  毛細(xì)吸水試驗(yàn)  3.2  表面處理后?昆凝土的吸水性能變化    3.2.1  混凝土水膠比的影響    3.2.2  滲透型涂料的種類    3.2.3  表面處理工藝    3.2.4  環(huán)境相對(duì)濕度    3.2.5  受氯離子污染的情況    3.2.6  表面磨損  3.3  滲透型涂料表面處理對(duì)濕擴(kuò)散的影響  3.4  滲透型涂料的長(zhǎng)期防水效果  參考文獻(xiàn)第4章  滲透型涂料表面處理與混凝土抗氯離子侵蝕性  4.1  混凝土的氯離子侵蝕機(jī)理    4.1.1  侵入方式    4.1.2  影響因素    4.1.3  預(yù)測(cè)模型  4.2  表面處理對(duì)氯離子侵蝕性的影響    4.2.1  表面處理后混凝土的抗氯離子侵蝕性    4.2.2  水膠比的影響    4.2.3  養(yǎng)護(hù)環(huán)境的影響    4.2.4  處理次數(shù)的影響    4.2.5  涂料用量的影響    4.2.6  涂料類型的影響  4.3  長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)    4.3.1  海洋環(huán)境    4.3.2  除冰鹽環(huán)境  參考文獻(xiàn)第5章  滲透型涂料表面處理與混凝土碳化  5.1  影響混凝土碳化的主要因素    5.1.1  材料因素    5.1.2  環(huán)境因素    5.1.3  施工因素  5.2  混凝土碳化深度的檢測(cè)方法    5.2.1  指示劑法    5.2.2  X射線衍射法    5.2.3  化學(xué)分析法  5.3  表面處理對(duì)混凝土碳化的影響    5.3.1  水膠比的影響    5.3.2  外部環(huán)境的影響    5.3.3  混凝土濕擴(kuò)散的影響    5.3.4  涂料用量和處理次數(shù)的影響    5.3.5  涂料類型的影響  參考文獻(xiàn)第6章  滲透型涂料表面處理與混凝土中鋼筋銹蝕  6.1  影響混凝土中鋼筋銹蝕的因素    6.1.1  混凝土中鋼筋銹蝕的機(jī)理    6.1.2  鋼筋銹蝕的主要影響因素    6.1.3  混凝土碳化導(dǎo)致的鋼筋銹蝕    6.1.4  氯離子侵入導(dǎo)致的鋼筋銹蝕  6.2  試驗(yàn)與測(cè)量方法    6.2.1  自然電位法    6.2.2  線性極化法    6.2.3  恒電量法    6.2.4  宏觀電偶電流法    6.2.5  交流阻抗法    6.2.6  表面處理后混凝土內(nèi)的鋼筋銹蝕檢測(cè)  6.3  混凝土表面處理與碳化導(dǎo)致的鋼筋銹蝕    6.3.1  大氣條件下的影響    6.3.2  加速碳化條件下的影響  6.4  混凝土表面處理與氯離子導(dǎo)致的鋼筋銹蝕    6.4.1  外界氯離子環(huán)境    6.4.2  內(nèi)部氯離子環(huán)境  參考文獻(xiàn)第7章  滲透型涂料表面處理對(duì)混凝土耐久性其他方面的影響  7.1  混凝土的凍融破壞    7.1.1  混凝土的凍融破壞理論    7.1.2  滲透型涂料表面處理與凍融破壞  7.2  堿-骨料反應(yīng)    7.2.1  堿-骨料反應(yīng)原理    7.2.2  滲透型涂料表面處理與堿-骨料反應(yīng)  7.3  化學(xué)侵蝕、磨蝕    7.3.1  化學(xué)侵蝕機(jī)理    7.3.2  滲透型涂料處理與化學(xué)侵蝕    7.3.3  磨蝕機(jī)理    7.3.4  滲透型涂料處理與磨蝕  參考文獻(xiàn)第8章  混凝土裂縫對(duì)滲透型涂料防護(hù)效果的影響  8.1  裂縫的產(chǎn)生及其對(duì)混凝土耐久性的影響    8.1.1  混凝土裂縫的產(chǎn)生    8.1.2  裂縫與混凝土的耐久性  8.2  裂縫處介質(zhì)的傳輸機(jī)理    8.2.1  裂縫與混凝土的透水性    8.2.2  裂縫與混凝土的透氣性    8.2.3  裂縫與混凝土的氯離子擴(kuò)散性  8.3  滲透型涂料處理對(duì)混凝土斷裂能的影響    8.3.1  混凝土的表面能與斷裂能    8.3.2  滲透型涂料表面處理與混凝土的斷裂能  8.4  混凝土裂縫處的表面處理效果    8.4.1  吸水性    8.4.2  氯離子含量    8.4.3  鋼筋銹蝕  8.5  滲透型涂料處理后混凝土產(chǎn)生裂縫的效果    8.5.1  吸水性    8.5.2  氯離子含量    8.5.3  鋼筋銹蝕  參考文獻(xiàn)第9章  滲透型涂料應(yīng)用技術(shù)與質(zhì)量控制  9.1  滲透型涂料應(yīng)用工程環(huán)境分類    9.1.1  工程環(huán)境分類    9.1.2  環(huán)境因素分析  9.2  滲透型涂料質(zhì)量檢驗(yàn)    9.2.1  中國(guó)《建筑表面用有機(jī)硅防水劑》（JC／T 902-2002）的相關(guān)規(guī)定    9.2.2  中國(guó)《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000）的建議    9.2.3  日本土木學(xué)會(huì)的建議    9.2.4  其他可供參考的實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)方法  9.3  混凝土表面滲透型涂料處理施工技術(shù)    9.3.1  可行性研究    9.3.2  防水處理前的準(zhǔn)備工作    9.3.3  防水處理施工法    9.3.4  施工應(yīng)注意的事項(xiàng)  9.4  表面防護(hù)質(zhì)量控制    9.4.1  過程控制    9.4.2  現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)    9.4.3  防護(hù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　混凝土材料從問世以來，經(jīng)歷了低強(qiáng)度、中等強(qiáng)度、高強(qiáng)度乃至超高強(qiáng)度的發(fā)展歷程，人們似乎總是樂于追求強(qiáng)度的不斷提高。但是大量混凝土結(jié)構(gòu)過早破壞的事實(shí)表明，高強(qiáng)度并不意味著高耐久性?；炷两Y(jié)構(gòu)在服役過程中，不可避免地受到周圍環(huán)境的物理、化學(xué)和生物作用，而混凝土自身的多孔性為外界有害離子的侵入提供了通道，使混凝土材料性能劣化和衰退，進(jìn)而危害混凝土結(jié)構(gòu)的性能。由于混凝土耐久性不足，引起結(jié)構(gòu)過早失效以至破壞崩塌的事件在國(guó)內(nèi)外隨處可見，而治理效果似乎并不十分顯著?！　∧途眯詥栴}伴隨著混凝土結(jié)構(gòu)的整個(gè)服役過程，其后果不僅僅導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還可能引發(fā)嚴(yán)重的社會(huì)問題。因此，在完善混凝土耐久性設(shè)計(jì)方法的同時(shí)，采取必要的防護(hù)措施對(duì)改善和提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及延長(zhǎng)其服役壽命具有十分重要的意義。大量研究和工程實(shí)踐表明，混凝土的耐久性能劣化多與水有關(guān)，因此，防水成為提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要手段?！　?.1　混凝土的耐久性　　1.1.1　混凝土耐久性的重要意義　　混凝土是現(xiàn)代土木建筑工程中應(yīng)用最廣、用量最大的建筑材料，也是最主要的結(jié)構(gòu)材料。在建筑材料中，鋼筋混凝土是比較耐久的。如果根據(jù)使用環(huán)境對(duì)混凝土進(jìn)行正確設(shè)計(jì)，同時(shí)按要求進(jìn)行施工、養(yǎng)護(hù)和維護(hù)，混凝土的使用壽命可達(dá)百年，甚至更久。但是，如果混凝土所處的環(huán)境條件惡劣，而且各環(huán)節(jié)沒有充分考慮和認(rèn)真實(shí)施，混凝土結(jié)構(gòu)將可能過早破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家每年用于維修管理混凝土工程的費(fèi)用已占總建設(shè)費(fèi)的50％左右。例如，美國(guó)整個(gè)混凝土工程的價(jià)值約為6萬(wàn)億美元，而今后每年用于維修或重建的費(fèi)用預(yù)計(jì)將高達(dá)3000億美元?！　∶绹?guó)學(xué)者Sitter曾用“五倍定律”形象地描述了由于考慮不周或措施不當(dāng)而導(dǎo)致混凝土耐久性不足造成的經(jīng)濟(jì)損失，即設(shè)計(jì)階段如果對(duì)鋼筋防護(hù)的必要措施少投入1美元，就意味著發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕時(shí)采取措施將追加維修費(fèi)5美元，當(dāng)混凝土表面順筋開裂時(shí)采取措施將追加維修費(fèi)25美元，到嚴(yán)重破壞時(shí)將追加維修費(fèi)125美元。

編輯推薦

　　《滲透型涂料表面處理與混凝土耐久性》總結(jié)了作者多年來的研究成果，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料對(duì)滲透型涂料表面處理與混凝土耐久性作了較系統(tǒng)和全面的論述。全書共分九章，內(nèi)容包括緒論、滲透型涂料與混凝土表面作用機(jī)理、滲透型涂料表面處理與混凝土吸水性、滲透型涂料表面處理與混凝土抗氯離子侵蝕性、滲透型涂料表面處理與混凝土碳化、滲透型涂料表面處理與混凝土中鋼筋銹蝕、滲透型涂料表面處理對(duì)混凝土耐久性其他方面的影響、混凝土裂縫對(duì)滲透型涂料防護(hù)效果的影響、滲透型涂料應(yīng)用技術(shù)與質(zhì)量控制等。 《滲透型涂料表面處理與混凝土耐久性》可供土木工程、水利工程、材料科學(xué)與工程等專業(yè)的科研人員、設(shè)計(jì)和施工技術(shù)人員，以及高等院校的教師、研究生、本科生參考。

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