一种用石灰水提高混凝土耐久性的方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种用石灰水提高混凝土耐久性的方法，其属于建筑工业领域。
【背景技术】
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[0002]作为主要建筑结构材料的钢筋混凝土，己被广泛应用于各种建筑工程中，其耐久性也受到人们的普遍关注，但是，钢筋腐蚀所引起混凝土结构的过早破坏，已成为全世界普遍关注并日益突出的一大灾害。为此，人们进行了大量研宄，寻找钢筋混凝土结构物中钢筋发生锈蚀的原因，并探索其预防措施。
[0003]大量的研宄结果表明，混凝土是高碱性的，钢筋在高碱介质中是稳定的，但当受到有害介质的侵蚀时，侵蚀介质通过混凝土层到达钢筋表面才发生锈蚀反应。常见的侵蚀介质王要有〔02和風尚子两种。
[0004]大气中二氧化碳会与水泥水化产物发生碳化反应，通过化学热力学计算，水泥主要水化产物 Ca (OH)2、托勃莫莱石(5Ca0.6Si06.5H20)、钙矾石(3Ca0.Al2O3.3CaS04.3IH20)、水化铝酸四钙(4Ca0.Al2O3.19H20)等和CO2发生碳化反应的最低CO2分压都低于大气中的CO2分压，也就是说，这些物质都容易发生碳化反应，其中氢氧化钙最为活泼，发生碳化反应的同时也发生固相体积的变化，但唯有氢氧化钙晶体发生碳化反应后固相体积增加了 11.5%，随着粉煤灰、矿粉等掺合料的大量采用，氢氧化钙晶体所占比例不断下降，因此水泥水化产物发生碳化反应后总固相体积缩小，这样就增大了孔隙率，0)2更易进入，加速了碳化反应的进行，这样产生了恶性循环。
[0005]混凝土中水泥水化产物发生碳化反应后，降低了混凝土的碱度，当碳化层到达钢筋表层时，钢筋钝化膜就遭到破坏而发生锈蚀。大气中混凝土的碳化虽然其过程比较缓慢，但危害性也不能忽视。
[0006]氯离子对钢筋锈蚀的危害要大得多，但是氯离子也必须通过混凝土的孔隙才能进入到钢筋表面，因此混凝土层的孔隙是发生钢筋锈的必经通道，而碳化反应使这个通道更通畅了，在CO2和氯离子双重作用下危害性更大。
[0007]钢筋混凝土中一旦发生钢筋锈蚀，就会产生体积膨胀而导致混凝土开裂而剥落，有人称之为混凝土的“癌症”。
【发明内容】
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[0008]本发明提供一种用石灰水提高混凝土耐久性的方法，其通过阻挡侵蚀介质通过混凝土内通道进入到钢筋层，进而巧妙地将有害的碳化反应转化为阻挡侵蚀介质进入的屏障，以提尚耐久性。
[0009]本发明采用如下技术方案:一种用石灰水提高混凝土耐久性的方法，其包括如下步骤
[0010](I).用低R2O杂质含量的生石灰配制石灰水溶液；
[0011](2).在混凝土构筑物的干燥表面喷洒石灰水溶液呈潮湿状态；
[0012](3).混凝土构筑物表面水分蒸发，石灰水浓缩，在混凝土构筑物表面富集CaO ；
[0013](4).待混凝土构筑物表面风干后再喷洒下一次，重复步骤(2)和步骤(3)。
[0014]进一步地，所述生石灰中CaO含量高于0.05%。
[0015]本发明具有如下有益效果:本发明用石灰水提高混凝土耐久性的方法，根据混凝土碳化反应的化学热力学计算及孔隙液的化学组分分析，并通过Ca (OH) 2热力学溶度积Ksp的计算，提出了在混凝土表面喷洒石灰水的方法，因石灰水中Ca2+不能渗透到混凝土内部而只能在表层孔隙中析出的规律，伴随着碳化反应的进行，产生体积膨胀，提高了表层密实度，尤其能封堵表面的微裂缝，阻碍了有害介质的侵入，从而提高耐久性。
【具体实施方式】
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[0016]本发明用石灰水提高混凝土耐久性的方法，其包括如下步骤:
[0017](I).用低R2O杂质含量的生石灰配制石灰水溶液；
[0018](2).在混凝土构筑物的干燥表面喷洒石灰水溶液呈潮湿状态；
[0019](3).混凝土构筑物表面水分蒸发，石灰水浓缩，在混凝土构筑物表面富集了 CaO;
[0020](4).待混凝土构筑物表面风干后再喷洒下一次，重复步骤(2)和步骤(3)。
[0021]本发明中采用压滤法从硬化水泥浆体中分离出孔隙液，经分析确定，水泥孔隙液中Ca2+浓度虽然不高，但一直处于饱和状态，Ca2+浓度还随着龄期的增加不断降低，在90天后浓度更低，甚至测不出来。〇&(0!1)2的热力学溶度积1(邓(25°0 = (Ca2+) (0H-)2= 10_5.10随着龄期的增加R2O溶出物也不断增多，即液相中0H—浓度增加，而Ksp值是一个常数，Ca2+浓度必然下降。基于水泥孔隙液中0H_浓度高而不能再溶入Ca2+的特点，本发明采用了一种极其简单的在混凝土构筑物表面喷洒石灰水的方法。
[0022]在潮湿状态下，表层孔隙液中Ca2+因已被饱和，此时喷洒石灰水效果不好，而在干燥的混凝土表面喷洒石灰水，石灰水就会被混凝土吸收并向内部渗透，由于内部孔隙液中Ca2+已被饱和，石灰水中Ca2+的渗透受阻，只能滞留在表层孔隙呈晶体析出，再加上表面水分蒸发，石灰水浓缩，也就是说在混凝土表层富集了 CaO，这种CaO晶体又极易发生碳化反应，生成CaCO3,发生体积膨胀，致使混凝土表层密实度增加，阻碍侵蚀介质的进入，从而提高耐久性。混凝土表面通常水泥含量较高，还有一些肉眼不可见的微裂缝，侵蚀介质更容易通过这种微裂缝进入，喷洒石灰水后，CaO容易在这些部位析出，这对充填这些微裂缝大有帮助。
[0023]本发明所采用的生石灰中R2O(即Na2(^PK2O)含量高的话，因R2O极易溶解，增加了液相中0H_浓度，根据热力学溶度积的原理，势必降低了 Ca2+的浓度，这样就降低了表层孔隙中CaO富集的数量，达不到预期的效果。25°C饱和Ca (OH) 2溶液中理论CaO含量为0.12%。因此，可以通过测定石灰水中CaO含量来判定石灰水的质量，CaO含量过低不符合本发明的要求，因为本发明的核心要点是利用CaO的碳化效应，因此本发明推荐石灰水中CaO含量高于 0.05%o
[0024]本发明的要点，一是混凝土表面必须干燥，利于吸附石灰水溶液，混凝土龄期宜在28天以上，甚至几年几十年的陈旧混凝土构筑物都可使用，但其表面必须干燥，将石灰水喷洒在混凝土表面，表面呈潮湿状态即可，一般混凝土构筑物喷洒3次左右，在表面干燥状态下使用；二是生石灰中R2O含量尽可能低，使石灰水中溶解的CaO数量多。
[0025]本发明使混凝土表层吸收了一些CaO，巧妙地利用其易碳化反应发生体积膨胀的特点，起到一些意想不到的效果。
[0026]本发明适用于清水混凝土和各种混凝土预制件，也适用于预制砂浆抹面的混凝土构筑物。
[0027]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用石灰水提高混凝土耐久性的方法，其特征在于:包括如下步骤 (1).用低R2O杂质含量的生石灰配制石灰水溶液； (2).在混凝土构筑物的干燥表面喷洒石灰水溶液呈潮湿状态； (3).混凝土构筑物表面水分蒸发，石灰水浓缩，在混凝土构筑物表面富集CaO； (4).待混凝土构筑物表面风干后再喷洒下一次，重复步骤(2)和步骤(3)。2.如权利要求1所述的用石灰水提高混凝土耐久性的方法，其特征在于:所述生石灰中CaO含量高于0.05%。
【专利摘要】本发明公开一种用石灰水提高混凝土耐久性的方法，其根据混凝土碳化反应的化学热力学计算及孔隙液的化学组分分析，并通过Ca(OH)2热力学溶度积Ksp的计算，提出了在混凝土表面喷洒石灰水的方法，因石灰水中Ca2+不能渗透到混凝土内部而只能在表层孔隙中析出的规律，伴随着碳化反应的进行，产生体积膨胀，提高了表层密实度，尤其能封堵表面的微裂缝，阻碍了有害介质的侵入，从而提高耐久性。
【IPC分类】C04B41/50
【公开号】CN104987128
【申请号】CN201510344415
【发明人】鹿立云, 王晓芳, 张涛, 盛思仲, 叶铭勋
【申请人】南京友西科技股份有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月19日