保护剂对清水混凝土抗碳化性能的影响

王鹏程

摘要：在我国经济不断发展的过程中，各类项目建设个规模日益扩大，对混凝土材料的需求量也在不断加大，已经得到了广泛的应用。特别是对于清水混凝土来讲，作为一种新型的建筑材料，不仅能够确保一次浇筑成型，同时还免去后期的装饰施工，整体的光滑性、平整性、色泽度都具有较高的优势。下文就主要对保护剂对清水混凝土抗碳化性能的影响进行了分析研究。

关键词：保护剂；清水混凝土；抗碳化

引言

隧道工程作为交通项目建设过程中的重要组成部分，整体施工效果讲将直接影响到项目的建设质量。在开展清水混凝土施工的过程中，会涉及到脱模剂的适用，能够减少粘结，提高混凝土表面的光滑性，保证整体施工效果。为此，积极开展不同脱模剂对清水混凝土的影响尤为关键。

1工程背景

依托珠海市兴业快线（南段）二标段项目敞开段清水混凝土侧墙施工，其中包括Z3、Z4匝道敞开段、人民东路下穿隧道敞开段以及Z2匝道敞开段侧墙。为使得全线隧道敞开段保持一致性，隧道敞开段采用清水混凝土施工，确保混凝土外观不做修饰，表面色泽均匀、光滑、平整，线型顺直、棱角分明，提升城市交通整体景观效果。

2保护剂对清水混凝土抗碳化性能的影响

2.1试验准备

试验采用100mm×100mm×100mm立方体，为了降低对清水混凝土表面保护剂土木和试件抗碳化性的影响，在混凝土浇筑的过程中，模具中需进行脱模剂的涂刷。一般情况下，水溶性有机硅类渗透型保护剂和丙烯酸类成膜型保护剂是清水混凝土试验过程中主要使用的保护剂类型。在完成试块拆模后，需要放入到温度为温度20℃、相对湿度95%的标准养护室中进行养护，在到达相应养护龄期时及时取出，之后在60℃温度进行48小时的烘干处理，取出试件后开展清水混凝土保护剂的涂刷，步骤如下:(1)选取养护烘干完成的混凝土试件中相对较好的两个对面作为碳化面，对其表面进行打磨，降低蜂窝、孔洞、棱角等缺陷问题出现的可能，及时做好清洁处理工作。(2)留下打磨好的两个对面，对其余4个面采用加热石蜡密封处理，待石蜡干燥之后开始进行清水混凝土保护剂涂刷。(3)进行未封蜡面清水混凝土保护剂的涂刷，试验中保护剂的厚度不宜控制，所以用保护剂涂抹层数替代保护剂厚度以定性分析保护剂对清水混凝土碳化深度的影响，依据产品使用说明，单层清水混凝土保护剂涂刷300g/m2，保证涂刷均匀且不遗漏。第二层清水混凝土保护剂涂刷时，确保第一层保护剂已经干燥，不影响后续涂刷。复合涂刷为先涂刷渗透型保护剂，再涂刷成膜型保护剂，第二层保护剂同样涂刷300g/m2。左侧为涂刷渗透型保护剂的试件，右侧为涂刷成膜型保护剂的试件，可见渗透型保护剂可以快速渗入到试件内部，而成膜型保护剂干燥缓慢。

2.2涂层类型对清水混凝土碳化深度的影响

对于清水混凝土来讲，利用保护剂能够有效降低碳化程度，同渗透型保护剂相比，成膜型保护剂降低碳化深度的效果更好，在碳化时间逐渐延长的过程中基准件与涂抹保护剂试件的碳化深度不断增加。碳化时间为7d时，涂渗透型保护剂的试件和涂成膜型保护剂的试件碳化深度分别为基准件的81%和28%。碳化时间为28d时，涂渗透型保护剂试件和涂成膜型保护剂试件碳化深度分别为基准件的85%和41%。其原因是成膜型清水混凝土保护剂主要成分为丙烯酸，当涂到试块表面时会形成一层致密的保护膜，是一种重要的物理防护方法，本质上来看，渗透型清水混凝土保护剂为硅烷，当渗透到混凝土内部时会与混凝土内水发生反应，水解为以Si—O—Si为主链的憎水层，是化学防护的主要体现。同憎水层相比，致密的保护膜能够更加有效的降低空气中CO2以及水分的进入，具有降低CO2的碳化作用，为此就可以看出，成膜型保护剂的抗碳化效果要比渗透型保护剂的抗碳化效果号。

2.3定型化钢模大截面劲性清水混凝土柱施工

在各类项目建设规模日益扩的过程中，清水混凝土作为一种新型的建筑材料，已经逐渐的替代了传统的混凝土材料，能够实现一次浇筑成型，无需后续装饰，浇筑完成后混凝土表面形成自然失眠，光滑、平整、无无污染，整体装饰效果较好。但是有部分建筑项目型钢混凝土的柱截面较大，钢结构复杂程度和清水饰面的要求都较高，对于清水混凝土模板施工具有严格的要求，模板必须刚度充足，避免在侧压力作用下混凝土出现变形，对结构几何尺寸的均匀性和断面的一致性进行保证。并且在进项模板接缝和模板螺栓固定的过程中，必须要对接缝的严密性进行保证，做好密封条的加装处理。另外，清水混凝土施工质量标准与工艺之间缺少同一项，为此就需要不断且提升施工的规范化水平。1）进行型钢柱固定支架加工和预埋处理：型钢柱固定支架，采用型钢焊接加工而成，型钢设置预留孔，与承台内钢筋焊接。2）立柱操作架基层处理：在完成承台施工施工后，进项场地的整平处理，并在劲性清水混凝土柱四周进行混凝土浇筑，形成立柱操作架基层。3）型钢柱加工及吊装：在工程内集中进行型钢柱的加工，利用吊车开展吊装处理，确保通过螺栓型钢柱能够与型钢柱固定支架上预留孔进行紧密链接。4）钢筋制作及安装：在完成钢筋加工后，开展立柱边线的测放处理，并进项钢筋固定支架的安装，及时进行层柱预留钢筋的调整处理。

2.4清水混凝土外观质量图像采集

建筑整体效果会受到清水混凝土外观质量的直接影响。由于我国清水混凝土技术起步较晚，在研究水平与施工技术上相比国外有一定差距，大部分实际工程仍采用抹灰验收标准进行施工指导与验收，无法保证清水混凝土施工效果。混凝土构件自身条件会对清水混凝土外观质量图像采集精准性产生直接影响，具体体现在以下3个方面。第一，曲面。曲面的曲率半径大于1时，扫描仪仍可以有效还原出平面图像，且不会受到外界光线的影响，可以有效保证图像采集的精准性。若曲率半径较小或者曲率半径不均匀，则扫描仪难以进行有效扫描，且图像校正流程复杂，计算量较大，无法达到图像高质量应用的目的。第二，当清水混凝土表面由多个平面构成不规则表面时，需要对每个平面进行单独取样，并通过选取均值的方式，确定分析评价的具体指标，之后的每一个局部平面采集方法相同。第三，预留孔洞、明缝等设计缝、对拉螺栓孔眼等孔洞，对清水混凝土外观评价的影响主要是图像上显示的信息与混凝土本征颜色存在差异，如果无法及时排出其他影响，就会降低清水混凝土外观质量评分。

2.5不同种类的脱模剂对清水混凝土的性能与施工效果的影响

机油和液压油脱模剂具有优异的润滑性和粘度，可以提高混凝土的表面质量和降低施工难度，但使用成本较高，并可能对环境造成污染。油性脱模剂可以使混凝土表面更加光滑，但易于使混凝土表面产生孔洞和缺陷，并且可能对环境造成污染。水性脱模剂具有较低的润滑性和粘度，可能会使混凝土表面产生较多孔洞和缺陷，但不会对环境造成污染，可以提高混凝土的表面质量和降低施工难度。

结语

总之，基准件和涂抹保护剂试件的碳化深度均随碳化时间的延长而增加，渗透型保护剂随碳化时间延长有略微失效的趋势。基准件和涂抹保护剂试件碳化深度均随养护龄期的增加而降低，养护龄期和渗透型保护剂独立发挥作用，而养护龄期和成膜型保护剂相互影响，两者作用可进一步降低清水混凝土碳化深度。

参考文献

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[2]谢文高，张怡孝，刘爱荣，傅继阳，胡晓勇，陈炳聪，袁向荣.基于水下机器人与数字图像技术的混凝土结构表面裂缝检测方法[J].工程力学，2022，39（S1）：64-70.