[发明专利]评估混凝土表面涂层延长混凝土结构耐久性寿命的方法

说明书

本发明涉及一种评估混凝土表面涂层延长混凝土结构耐久性寿命的方法，其主要包括以下几个步骤：（1）制备混凝土试件，并进行养护；（2）试件表干后，部分试件涂覆混凝土表面涂层，另一部分不涂覆混凝土表面涂层；（3）涂层固化后，将混凝土试件放入氯盐环境中进行暴露；（4）暴露不同龄期后，取出试件，测量保护层中的氯离子深度分布，计算氯离子扩散系数；（5）根据菲克第二定律，定量评估混凝土表面涂层延长混凝土结构的耐久性寿命。本发明的优点在于：本发明可以定量的计算评估混凝土表面涂层延长混凝土结构耐久性寿命，实现涂层防护寿命的精确设计，保证混凝土结构的耐久性和服役安全性。

技术领域

本发明涉及海洋环境下混凝土结构耐久性及腐蚀防护领域，特别涉及一种定量评估混凝土表面涂层延长混凝土结构耐久性寿命的方法。

背景技术

混凝土表面涂覆涂层可以有效隔绝环境中的有害介质的侵入，是提高混凝土结构物最常用的附加防腐措施。涂层的保护效果是工程设计者和建设者最为关心的问题，关于涂层的保护效果，目前已做了大量的研究，研究结果均表明：涂层可以有效的隔绝环境中有害介质的侵入，挺高混凝土结构物的耐久性。但是这些研究均是定性的得出涂层具有良好的保护效果。无法定量地评估涂层可以延长混凝土结构物的耐久性寿命。国外对涂层防腐蚀措施延长寿命评估方面做了一些研究工作，2001年，由美国混凝土协会战略部联合其它几家单位，研制开发出针对氯盐环境下的桥梁混凝土结构的全寿命成本分析应用软件（life-365），明确给出了涂层腐蚀措施可延长混凝土结构物的耐久性寿命。但是从life365的背景资料来看，涂层防腐措施对延长耐久性寿命的可量化指标存在较多地经验判断成分。

国内对涂层防腐措施延长混凝土结构的耐久性寿命定量研究尚未见研究报道，虽然现行的部分规范给出了涂层保护延长混凝土结构的耐久性寿命，但是，这一参数的获得仅是依据经验的取值，并没有相关的研究作为支撑。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以定量评估混凝土表面涂层延长混凝土结构耐久性寿命的方法，可以定量计算混凝土表面涂层延长混凝土结构的耐久性寿命，保证混凝土结构的耐久性和安全性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种评估混凝土表面涂层延长混凝土结构耐久性寿命的方法，其创新点在于：包括如下步骤：

步骤1：制备一批相同原材料和配合比的立方体混凝土试件，进行标准养护28天后取出，表面用钢丝刷打磨后用清水清洗，放置于室内1天表干；

步骤2：对步骤1中的部分混凝土试件的1个表面涂覆表面防腐涂料，其余5个表面用环氧树脂进行密封，另一部分试件的1个表面未涂覆防腐涂料，另外5个表面用环氧树脂密封；

步骤3：涂料固化后，将所有的混凝土试件同时放入氯盐环境中开展暴露实验；

步骤4：混凝土试件暴露不同龄期后取回，测量有涂层保护和没有涂层保护的混凝土试件在不同暴露龄期的氯离子浓度深度分布，计算有涂层保护和没有涂层保护的混凝土试件扩散系数和表面氯离子浓度时变规律；

步骤5：根据菲克第二定律定量评估混凝土表面涂层延长混凝土结构的耐久性寿命。

进一步地，所述步骤4混凝土中氯离子浓度测量具体为，将取回的混凝土试件从表面开始逐层磨取粉样，按《水运工程混凝土实验规程》中规定的方法测量混凝土中的氯离子浓度。

进一步地，所述步骤5混凝土表面涂层延长混凝土结构的耐久性寿命可按下式计算：

式中：t为混凝土表面涂层延长混凝土结构的耐久性寿命，c为混凝土保护层厚度，D_cl为混凝土稳定扩散系数，为误差函数，C_c,c为涂层混凝土结构涂层失效时钢筋表面的氯离子浓度，C_c,w为未涂覆涂层的混凝土在涂层失效时钢筋表面的氯离子浓度，C_s为表面氯离子浓度。