五、钢筋混凝土保护密封剂和涂装材料

    在整个桥梁表面使用防水密封剂和涂装材料有很多意义，可以减少混凝土中电解液的含量，减少被修补区域（阴极）和未修补区域（阳极）间的电位差，从而降低锈蚀速度。事实证明，影响桥梁混凝土结构的水主要来源于降雨，因此对钢筋混凝土桥梁进行防水是降低钢筋锈蚀速度的基本手段。另外，保护密封剂和涂装材料还可以减少氧气的渗透，减缓混凝土炭化反应的进程。 

    为了方便讨论，本文将涂装材料分成两大类：

l渗透型密封剂；

l成膜型密封剂； 

    按照所用粘合剂的化学成分，也可以进行如下分类：

l有机类：各种聚合物涂装系统；

l无机类：硅酸盐水泥，

l有机与无机混合类：聚合物与硅酸盐水泥混合；

    如下指标对涂装材料是关键性指标：

l耐久性

l水汽透过性

l抗水和盐的渗透性

l抗二氧化碳渗透性

l桥联裂缝的能力 

    以上这些指标并不是按重要性大小的顺序排列的，对这些指标的要求和重要程度与涂装材料功能和使用目的有密切的关系。例如，如果涂装的目的是防止水和二氧化碳的渗透从而起到保护混凝土作用，则水汽透过性，抗二氧化碳渗透性和桥联裂缝的能力是最重要的指标。 

1，耐久性

    所谓耐久性，这里指的是涂装材料或密封剂涂刷后，可以在多长时间内对混凝土结构起到有效的保护，即涂装材料或密封剂的使用寿命究竟有多长。耐久性与材料的种类、被保护的混凝土结构所处的工作环境以及涂装材料与被保护基层间的物理化学性能的相互作用有关。 

    材料本身的耐久性和其抵御化学侵蚀的能力（如抗紫外线能力，耐摩擦能力和弹性等）一般是可以xx地确定的。但是，为什麽有时候这类保护还会失效呢？除了材料选择有误、表面清理不彻底等明显的原因外，导致保护涂层过早失效的原因往往是由于涂装材料的物化性能与被保护的混凝土结构不兼容造成的。 

2，水气透过性

    使结构中的水汽穿过涂层的能力称为水汽透过性。所有的涂装材料都会降低混凝土的水汽透过性，但问题是“所要求的最小的呼吸性到底应该是多少？”，或者说涂装材料将潮气封闭在混凝土结构中的{zd0}程度是多少？在回答这个问题之前，我们应该认识到水汽透过性是在平衡状态下测得的，因此，其结果只能用来进行不同材料间的比较。同时，也应该注意到一个材料的呼吸性能对高密实度混凝土非常合适，但对结构疏松多孔的结构可能就不合适。另外，如果没有水或不存在温度和湿度梯度来驱动潮气从结构内散发出来，则涂层的“可呼吸性”也就不那么重要了。 

    除了某些“屏障”系统外，混凝土和钢筋混凝土的保护材料都需要有{zd0}的“可呼吸性能”，以保证水分能从混凝土中蒸发出来，同时又能防止外界的水和盐向结构内渗透。涂层还应具有一定的柔韧性以便封闭结构上已经存在或将来可能产生的裂缝。 

3，抗水和盐的渗透性

    北美地区对这个性能进行了深入的研究并制定了一系列的标准来测量。 

4，抗二氧化碳的渗透

    欧洲对涂层抗二氧化碳的渗透有明确的指标要求，他们用Rb 值来衡量抗二氧化碳的渗透性能。这个值表示涂层的抗二氧化碳的渗透能力相当于多厚的空气层的抗二氧化碳的渗透能力。例如Rb =100 m，意思是涂层抗二氧化碳的渗透能力相当于100米厚的空气层抗二氧化碳渗透的能力。欧洲对涂层抗二氧化碳渗透能力的最小要求是Rb=50 m。涂层抗二氧化碳渗透的能力越强，就越可以减缓结构的炭化速度，从而减缓钢筋的锈蚀速度。 

5，桥联裂缝的能力

    混凝土是脆性材料，收缩、温度变化和钢筋锈蚀等都会产生裂缝，而这些裂缝又会加速水、盐、二氧化碳和其它化学腐蚀性物质对混凝土结构的腐蚀速度，因此，涂层桥联可移动裂缝的能力是十分重要的。涂层低温柔韧性更加重要，因为在低温条件下，裂缝变宽而涂层的弹性减弱。 另外，涂层封闭“即将来到的”裂缝的能力也十分重要，所谓“即将来到的”裂缝是指混凝土结构涂装后产生的裂缝。

六、钢筋混凝土桥梁保护密封材料和涂装材料简介

1，渗透型密封剂

    使用渗透型密封剂保护钢筋混凝土桥梁不受水、化冰盐和酸雨的侵蚀已经是常规的做法了。按照作者的观点，使用憎水硅烷或齐聚物硅氧烷等渗透型密封剂可以为钢筋混凝土桥梁提供充分而相对经济的保护。但是像所有其他的方法一样，渗透型密封剂也有它的局限性，其中最值得注意的是它的保护寿命，一般渗透型密封剂的保护寿命为4-6年，换句话说，就是每隔4-6年需要重新涂刷一次。这类密封剂的另一个不足之处是它对大于0.2mm的裂缝无能为力。相对低廉的成本和施工的简单是这类材料的主要优点。另外还可以减少混凝土结构受冻融破坏的程度。

    在选择憎水硅烷时要把表面憎水性和渗透性进行综合考虑。某些硅烷具有良好的表面憎水性能，使用后混凝土结构表面水珠效果明显，但其渗透性能可能并不理想。而另外一些硅烷的渗透性能优异，可以渗入混凝土结构6mm-10mm甚至更深的深度，但表面的憎水性不太理想。因此，在设计此类产品时，要同时兼顾表面憎水性和渗透性，一定要多种硅烷复合使用，才能取得{zj0}的保护效果。 

2，聚合物基成膜型涂装材料

    有很多基于聚合物和硅酸盐水泥的防水与混凝土保护材料，主要指标是“可呼吸能力”和抗二氧化碳的渗透能力。在某些混凝土维修项目中，如桥梁结构和冷却塔等，通过减少水和二氧化碳的深入，处于碳化或氯离子污染环境下的钢筋锈蚀过程只能被减缓，而不可能被停止。从长远角度看，结构往往会形成一些微小的裂缝，因此需要用有一定弹性的涂装材料来桥联新产生的裂缝，以阻止水和二氧化碳通过缝隙侵入结构内部。混凝土结构维修后，一般应用柔性水泥类涂装材料对结构进行保护。预应力或后张法钢筋混凝土预制件出现裂缝的机会较少，因此，也可以选用一些弹性较差的聚合物涂装材料。 

3，聚合物改性水泥基成膜型涂装材料

    在保护钢筋混凝土桥梁方面，聚合物改性水泥基材料表现出{zy1}的性能，它们具有良好的呼吸性能、与混凝土基层的兼容性良好、耐久性和耐摩擦性优异，同时成本不高，所有这些使得这类材料成为混凝土保护的{sx}材料。 

4，柔性、化学交联、单组分丙烯酸涂装材料

    经化学交联处理的单组分水基弹性涂料具有很好的低温柔韧性和抵抗{yj}形变能力，这一特性对于封闭移动裂缝非常重要，因为这类材料的{yj}形变随着屈张循环而增加，逐渐导致材料老化、变脆和开裂。经化学交联处理的弹性丙烯酸涂装材料具有良好的形变恢复能力，因此可以为基层的可移动裂缝提供更好和更加可靠的保护与防水效果。这类材料常用于混凝土结构防水和防炭化反应。 

    在维修过程中，彻底xx锈蚀钢筋周围的混凝土是一件十分困难的工作，例如后张法箱型墚，如果将锈蚀钢筋周围的混凝土全部xx将对结构造成严重的破坏。在这种情况下，仅将松动的混凝土xx，然后在锈蚀钢筋上涂刷水泥基阻锈剂，再用薄层修补水泥进行修补，{zh1}用化学交联涂装材料进行涂装保护，就可以大大减慢锈蚀速度，达到修补保护的目的。 

    由于相对于被修补并作阻锈处理的这一端（阴极），没有被修补的另一端就变成了阳极，因此锈蚀会在这端开始发生。同样，在修补时并没有开裂和锈蚀的部份在以后也会逐渐发生锈蚀开裂等病害，并逐渐影响到经过修补的部份。而化学交联弹性涂装材料可以封闭这些“后来发生”的裂缝，为混凝土结构提供一个干燥、没有盐和二氧化碳等有害化学成分侵蚀的环境，从而大大降低病害发生和发展的速度。 

七、 结论

    维修材料的选择与正确使用是混凝土桥梁结构维修的基础，而正确使用密封剂和涂装材料可以大大延长维修周期，提高混凝土的耐久性。每一个维修与保护体系的应用都应该基于对病害产生的原因进行正确诊断的基础上，同时要配合恰当的设计和施工。必须考虑环境、材料的兼容性和施工工艺，同时要严格控制施工质量。当然维修成本也应给与充分的考虑。