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防火涂料对高强混凝土的渗透性影响
发布者:广州百事化工有限公司 发布时间:2014/2/24 9:01:33 阅读:544

    高强混凝土广泛应用于超高层建筑、大跨度桥梁、隧道及海洋结构等不同行业,由于其微观结构的高致密性,常温下高强混凝土一般具有较低的渗透性,在腐蚀性环境中具有很好的耐久性,但高温作用下高强混凝土的内部结构将发生改变并形成大量裂纹,使得其高温后的抗渗透能力严重退化,已有研究表明,500-800℃高温持续1-4h后高强混凝土的渗透性普遍提高,加速了氯离子等有害介质的侵蚀,严重影响高温后高强混凝土的耐久性。
    研究发现,常温下混凝土表明设置特定涂层可有效改善混凝土的渗透性,但能否采取措施预防高温后混凝土抗渗透能力的明显降低。试验表明,厚度15-20mm的非膨胀型隧道防火涂料可较好地抑制高强混凝土的高温爆裂,在此基础上,如果该防火涂料还能同时预防高温后混凝土抗渗透能力的降低,无疑可起到事半功倍的效果。
    采用RCM法对5组外包不同厚度106-2防火涂料的C80高强混凝土试块进行了高温后氯离子渗透试验,考察了氯离子渗透性随涂料厚度的变化情况。
试验结果分析
1.高温处理结果
    高温处理过程中,除第1组有一个试块发生爆裂外,其余试块均保持完整,高温后各组试块防火涂料及混凝土表面的代表性情况。
    各组试块防火涂料的开裂情况基本一致,都是在顶面/底面与侧面的交接处附近出现环形裂缝,并有竖向裂缝与之相连,随着涂料厚度增加,裂缝宽度逐渐变窄,去除防火涂料后可以看到,第1组试块表面颜色由青色转变为青灰色,表面许多孔洞被打开,铁锤敲击发出较明显的暗哑声,表明许多孔洞被打开,铁锤敲击发出较明显的暗哑声,表明试块表面损伤较大,其余各组试块表面颜色基本保持常温时的青色,铁锤敲击发出“铛铛”的清脆声,表明试块表面损伤有限。
    各组试块的表面平均温度(注:每组3个试块平均)随升温时间的变化情况,得出:试块表面平均温度随防火涂料厚度的增加而降低;高温3h以内,防火涂料厚度≥15mm的各组试块的表面平均温度都低于300℃,这与高温处理过程中没有任何一个试块在3h内发生爆裂的宏观现象是吻合的;高温4h以内,防火涂料厚度≥20mm的各组试块的表面平均温度都低于400℃,而防火涂料厚度15mm的第1组试块的表面平均温度则达510℃,使得第1组试块发生了爆裂;当防火涂料厚度从25mm增加至30mm时,试块表面平均温度的降低幅度较大。
2.氯离子渗透结果
    各组试块断面上白色沉淀的代表性情况和每组各试块氯离子扩散系数的平均值,参照混凝土渗透性评价划分标准。同时给出了不同渗透性的划分,可以看出:常温下高强混凝土具有低的氯离子渗透性;高温后第1,2,3组试块的氯离子扩散系数平均值分别较常温时增加了545%,183%和67%,且第1组逼近高渗透性,表明高温后高强混凝土抗氯离子渗透能力严重退化;随着防火涂料厚度增加,高温后氯离子扩散系数的平均值逐渐降低;当厚度从15mm增加至20mm时,氯离子扩散系数评价值迅速下降,降低幅度约56%,当厚度≥30mm时,氯离子扩散系数平均值趋于相等且接近常温数值,这表明防火涂料不仅可抑制高强混凝土的高温爆裂,同时还可明显减少高温后高强混凝土抗离子渗透能力的退化。
3.结果分析
    当防火涂料厚度≥30mm时,高温4h内试块的表面平均温度都低于200℃,一方面此温度环境对试块构成了类似蒸养的作用,混凝土水化更为彻底使得内部结构进一步致密,抗氯离子渗透能力有所提高;另一方面试块表层自由水丧失使得少量孔洞连通,导致混凝土的抗氯离子渗透能力又有所降低。两方面因素共同作用只是高温后试块的氯离子扩散系数平均值与未经高温处理的对比组试块基本相当。
    经过试验得出:
1.常温下高强混凝土具有低的氯离子渗透性,高温后高强混凝土抗氯离子渗透能力严重退化,普遍具有高渗透性。
2.防火涂料厚度从15mm增至20mm时,氯离子扩散系数平均值迅速下降;厚度≥30mm时,氯离子扩散系数平均值趋于相等且接近常温数值。
3.防火涂料厚度为20mm或25mm时,氯离子渗透性处于中区偏下水平,甚至低于常温下c50混凝土的氯离子渗透性。
4.建议实际工程中高强混凝土构件表面106-2型防火涂料的厚度取20mm为宜。

 
 
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