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，造成嚴重的經(jīng)濟損失和社會負擔(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，而對混凝土進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中的應(yīng)用比較廣泛，但有關(guān)其防水機理、防護效果、對混凝土耐久性的影響，以及評價指標(biāo)等方面的研究還不系統(tǒng)，工程應(yīng)用多以經(jīng)驗為指導(dǎo)。筆者所在研究團隊采取理論分析與試驗研究相結(jié)合的方法，對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)研究內(nèi)容得到了國家自然科學(xué)基金委員會、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)項目有：國家自然科學(xué)基金重點項目“海底隧道工程劣化機理與防護技術(shù)研究”（項目編號：50739001），面上項目“沿海混凝土建筑的破壞機理與修復(fù)技術(shù)”（項目編號：50378045）；國家“十一五”科技支撐計劃項目“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”（項目編號：2007BAB27.B03）；山東省科技廳項目“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計及其理論”（項目編號：02112011）；山東省自然科學(xué)基金重點項目“硅烷防水劑改性混凝土的耐久性研究”（項目編號：Z2006F02）；青島市科技局項目“滲透型涂料與混凝土表面的作用機理與應(yīng)用技術(shù)研究”（項目編號：06-2-2-14-jch）等，在此，作者對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)，論述了對混凝土結(jié)構(gòu)進行防護處理的重要意義，并對滲透型涂料表面防護技術(shù)進行了介紹；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吸水理論，分析了滲透型涂料表面處理對混凝土吸水性及濕擴散的影響；第4章針對氯離子環(huán)境，研究了滲透型涂料表面處理對混凝土抗氯離子侵蝕的影響；第5章針對一般大氣環(huán)境，介紹了滲透型涂料表面處理對混凝土碳化性能的影響；第6章針對引起鋼筋銹蝕的兩個主要原因，即碳化和氯離子侵蝕，研究了滲透型涂料表面處理對鋼筋銹蝕的影響；第7章介紹了滲透型涂料表面處理對混凝土凍融破壞、堿-骨料反應(yīng)、化學(xué)腐蝕及磨蝕的影響；第8章基于對裂縫處有害介質(zhì)傳輸機理的分析，通過對氯離子滲透、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    1.2.1  表面防護涂料    1.2.2  表面防護技術(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  有機硅類滲透型涂料  參考文獻第2章  滲透型涂料與混凝土表面作用機理  2.1  混凝土的孔結(jié)構(gòu)  2.2  水對混凝土性能的影響    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)合機理    2.3.2  斥水機理  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  吸收時間    2.4.5  濕度    2.4.6  施工工藝  參考文獻第3章  滲透型涂料表面處理與混凝土吸水性  3.1  混凝土的毛細吸水    3.1.1  毛細吸水理論    3.1.2  毛細吸水試驗  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濕擴散的影響  3.4  滲透型涂料的長期防水效果  參考文獻第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理    4.1.1  侵入方式    4.1.2  影響因素    4.1.3  預(yù)測模型  4.2  表面處理對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  長期現(xiàn)場試驗    4.3.1  海洋環(huán)境    4.3.2  除冰鹽環(huán)境  參考文獻第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  試驗與測量方法    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  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  參考文獻第7章  滲透型涂料表面處理對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)侵蝕機理    7.3.2  滲透型涂料處理與化學(xué)侵蝕    7.3.3  磨蝕機理    7.3.4  滲透型涂料處理與磨蝕  參考文獻第8章  混凝土裂縫對滲透型涂料防護效果的影響  8.1  裂縫的產(chǎn)生及其對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散性  8.3  滲透型涂料處理對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    9.2.1  中國《建筑表面用有機硅防水劑》（JC／T 902-2002）的相關(guān)規(guī)定    9.2.2  中國《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)會的建議    9.2.4  其他可供參考的實驗室檢驗方法  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  9.4  表面防護質(zhì)量控制    9.4.1  過程控制    9.4.2  現(xiàn)場質(zhì)量檢驗    9.4.3  防護質(zhì)量評價指標(biāo)  參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　混凝土材料從問世以來，經(jīng)歷了低強度、中等強度、高強度乃至超高強度的發(fā)展歷程，人們似乎總是樂于追求強度的不斷提高。但是大量混凝土結(jié)構(gòu)過早破壞的事實表明，高強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內(nèi)外隨處可見，而治理效果似乎并不十分顯著。　　耐久性問題伴隨著混凝土結(jié)構(gòu)的整個服役過程，其后果不僅僅導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟損失，還可能引發(fā)嚴重的社會問題。因此，在完善混凝土耐久性設(shè)計方法的同時，采取必要的防護措施對改善和提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及延長其服役壽命具有十分重要的意義。大量研究和工程實踐表明，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。　　1.1　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)境對混凝土進行正確設(shè)計，同時按要求進行施工、養(yǎng)護和維護，混凝土的使用壽命可達百年，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)沒有充分考慮和認真實施，混凝土結(jié)構(gòu)將可能過早破壞。據(jù)統(tǒng)計，多數(shù)發(fā)達國家每年用于維修管理混凝土工程的費用已占總建設(shè)費的50％左右。例如，美國整個混凝土工程的價值約為6萬億美元，而今后每年用于維修或重建的費用預(yù)計將高達3000億美元。　　美國學(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)濟損失，即設(shè)計階段如果對鋼筋防護的必要措施少投入1美元，就意味著發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕時采取措施將追加維修費5美元，當(dāng)混凝土表面順筋開裂時采取措施將追加維修費25美元，到嚴重破壞時將追加維修費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)合國內(nèi)外有關(guān)資料對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混凝土耐久性其他方面的影響、混凝土裂縫對滲透型涂料防護效果的影響、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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