由于混凝土材料本身性能所限,要达到长寿命防护需求,仅通过内部防护是不现实的,即使能实现,成本也十分巨大,而且不具备可维修性。因此,外部防护是最有效、最经济、可维修的方式.外部防护可分为5类:渗透剂、封闭剂、涂层、水泥基覆层及复合体系.
 

　　(1)渗透剂
 

　　水分是造成钢筋混凝土结构腐蚀的重要因素,起到腐蚀微环境的载体作用。因此,世界各国纷纷开发防水防渗的材料用于混凝土结构的防护。
 

　　早在1969年,Dynamit Nobel AG公司就开始使用硅烷做渗透剂处理混凝土表面的技术,但实践证明,效果并没有想象的那么好。
 

　　1972年,美国开始采用丙烯酸单体做渗透剂用于桥梁混凝土表面处理,效果好于有机硅渗透剂,但是费用较高,且丙烯酸单体有毒,施工安全性有问题.日本1980年代开发了有渗透性有机硅防水添加剂,缺点是防护时间短。
 

　　某些小分子量的合成树脂,如环氧树脂等,配以合适的溶剂,具有较好的渗透深度,同时具有较好的耐介质性能、抗渗透性等,是理想的渗透剂。
 

　　(2)封闭剂
 

　　封闭剂介于渗透剂和涂料之间,通过堵塞基材孔隙起保护作用.与渗透剂相比,封闭剂粘度较大,会在混凝土表面形成一层薄膜。由于渗透深度小,而形成的膜又较薄,因此,单独使用封闭剂作用有限。
 

　　如果仅以渗透剂或封闭剂来作为主体防护手段,虽然具有一定的“呼吸”作用,但在我国北方桥梁混凝土结构的防护中却存在缺陷,不仅防护寿命短,更为重要的是对冻融破坏无能为力,阻止“融雪盐”的腐蚀能力也是十分有限的。
 

　　(3)水泥基覆层
 

　　水泥基覆层有普通水泥砂浆、聚合物水泥砂浆等,有一定的装饰作用和保护作用。水泥基覆层往往加入“晶体生长材料” 德国、挪威、加拿大、美国等国家开发了数十个品牌的无机渗透结晶材料,并大量应用于混凝土结构的防水和防护工程中。这些材料号称能迁移到基材的微孔中,然后结晶堵住微孔,但是真正的效果令人怀疑。
 

　　(4) 涂层
 

　　涂层良好的屏蔽作用可以基本上隔绝水、气等腐蚀介质的渗透,对底材(无论是金属、木材还是混凝土)都具有良好的保护作用,可以这样认为,在外涂层破坏之前,底材是不会受到外界腐蚀介质的侵蚀的。同时涂层可制成不同颜色和光泽,具有极好的装饰效果，,并且使用方便、成本较低,同时具有良好的可维修性。
 

　　(5)复合体系
 

　　由渗透剂、封闭剂、水泥基覆层、涂层防护中的两种或多种组成的复合防护体系为混凝土结构提供了最大的保护功能。涂层有优异的屏蔽阻挡能力,随科技的进步,涂层材料本身的耐候性、耐腐蚀性也在大幅度提高,因此,由涂层和渗透剂、封闭剂组成的复合涂层防护体系已成为性能最可靠、最有发展前途的混凝土防护技术。

 

常用的混凝土表面防护技术比较见表2。

　　

复合涂层
 

　　鉴于我国北方桥梁混凝土结构的腐蚀特征,最主要的腐蚀因素是冻融破坏、融雪盐破坏、氯离子渗透和碳化(中心化),因此采用复合涂层的防护方式是最有效的措施。不仅防护寿命长、年平均投入低、可维修、装饰性强,同时还具有表现桥梁设计理念和景观作用。一般涂层防护体系都由封闭底漆+中间漆+耐候面漆组成。
 

　　(1)底漆
 

　　涂层体系中的底漆必须具有良好的渗透性,渗透性优异的封闭底漆,不仅具有封闭混凝土的多孔结构，还具有对混凝土结构增强的作用,同时也为后道防护涂料提供良好的基面。按照JT/T 695-2007《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》,封闭底漆对混凝土表面应具有良好的润湿性、渗透性、耐碱性和附着力。
 

　　渗透深度是封闭漆对混凝土表面保护作用的耐久性的表征。由于混凝土是多孔性的物质,因此如果封闭漆的分子量足够小的话,在毛细作用下,它就可以渗入混凝土内部。环氧清漆作为封闭底漆使用是—种经典的处理方法。
 

　　一般来讲,封闭漆的渗透深度越高越好,但是对于环氧聚酰胺体系来讲,很难做到渗透深度和封闭漆的柔韧性以及抗冲击性能兼顾,只能在它们之间找到平衡点。881-D05和881-SOl环氧封闭漆在混凝土结构的渗透深度2～3mm,对整个防护涂层体系起到封闭、锚定作用,能完全满足性能要求。
 

　　(2)中间漆
 

　　中间漆应具有优异的屏蔽性能。一般的涂层体系中,底漆和面漆都较薄,中间漆的主要作用是增加漆膜厚度,起到主导的屏蔽作用,并为面漆提供良好的附着面。
 

　　(3)面漆
 

　　通常有机涂层易受到光、氧、热、水等的作用,发生老化降解或交联而降低其使用性能并导致防护失效。因此,面漆应具有良好的耐候性。目前广泛使用的面漆主要有丙烯酸面漆、聚氨酯面漆、氟碳面漆。
 

结束语
 

　　随着国家交通网络的构建,我国北方桥梁建设进入了空前发展的状态,混凝土结构在公路桥梁、铁路桥梁、市政桥梁、高铁和城际桥梁设施中广泛应用。但北方桥梁混凝土结构的防腐重视程度相较于南方还不够,特别是北方内陆区域跨江跨河桥梁、市政桥梁和城际桥梁尤为突出。
 

　　虽然我国北方地区相比于南方地区大气环境腐蚀更缓和一些,但以冻融破坏和“融雪盐”破坏为特征的北方桥梁混凝土腐蚀因素的破坏力是相当大的,应引起防腐界高度重视。复合有机涂层是应用最广泛最有效的防护手段。
 

　　随着材料科学的发展,一些新的防护涂层体系被开发出来并得到了—定程度的应用,例如透明清水混凝土防护体系、柔性防护体系、自清洁防护体系,等等。当然这些新涂层防护体系还需要不断的数据积累和实际应用的验证及提高。同时,我们也应该看到,兼具高防护性能和环境友好性的防护体系是未来发展的重要方向。

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