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混凝土抗硫酸鹽類侵蝕防腐劑是在混凝土攪拌時(shí)加入的，用于抵抗硫酸鹽、鹽類侵蝕性物質(zhì)作用，提高混凝土耐久性的外加劑，稱為混凝土抗硫酸鹽類侵蝕防腐劑。簡稱抗硫酸鹽外加劑執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：JC/T1011-2016；1、在硅酸鹽類水泥砂漿或混凝土中摻加一定量的抗硫酸鹽類侵蝕防腐劑，能抵抗環(huán)境中一定濃度的SO2-4、Cl－、HCO-3、CO2、NH-4、Mg2+以及其它鹽類、泛酸類的地下水、地表水、海水、污水和含鹽土壤、可溶巖鹽等侵蝕性物質(zhì)對(duì)砂漿或混凝土的侵蝕。

二、摻量：按膠凝質(zhì)量6-8。三、抗硫酸鹽類侵蝕防腐劑海水或鹽堿地區(qū)環(huán)境水中的硫酸鹽和鎂鹽，對(duì)水泥混凝土具有化學(xué)腐蝕破壞作用，鹽和硫酸鹽還對(duì)混凝土中的鋼筋具有銹蝕破壞作用，所以混凝土采取防腐措施。KFS-1型混凝土防腐蝕劑是由表面劑、無機(jī)鹽、助劑和載體配制而成的外加劑。在普通硅酸鹽水泥中同時(shí)摻加KFS-1型防腐蝕劑和Ⅱ級(jí)粉煤灰，可使水泥的抗硫酸鹽限濃度（K值）提高到10000～15000mg/l，較普通抗硫酸鹽水泥高4～6倍。防腐蝕劑還具有防止鋼筋銹蝕，抗凍融性能，提高抗?jié)B性和增加強(qiáng)度等作用，適用于沿海、港口及鹽堿地區(qū)耐中、強(qiáng)硫酸鹽侵蝕混凝土的施工。

[應(yīng)用實(shí)例]1

抗侵蝕防腐劑在硫酸電解銅工程中的應(yīng)用

含硫酸蒸氣和凝聚物會(huì)對(duì)電解銅廠的混凝土廠房產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，使廠房及構(gòu)件造成腐蝕性脫落、剝皮、強(qiáng)度降低、鋼筋銹蝕，嚴(yán)重影響建筑物的使用壽命。為解決這一問題，在某工程設(shè)計(jì)中采用了42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通水泥和32.5強(qiáng)度等級(jí)的礦渣水泥摻用KFS-1蝕防腐劑，配制耐腐蝕混凝土。梁、柱、吊車梁、預(yù)制頂板用普通水泥摻加KFS-1型抗侵蝕防腐劑，摻量為水泥重量的8％～12％(替代水泥率)，設(shè)計(jì)為C30混凝土。基柱、一層板柱、標(biāo)高8.1m上部、高位池(硫酸液池用樹脂做防護(hù)層)、地面等用礦渣水泥，KFS-1型抗侵蝕防腐劑的摻量為水泥重量的8％～12％(替代水泥率)，設(shè)計(jì)為C20～C25混凝土。電解槽四排總寬18m，長90m，整個(gè)車間100多m長，高度15m。該工程建成投產(chǎn)3年后，混凝土棱角、表層及平整度都完好如初，未見有受腐蝕的跡象。

1、設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)侵蝕物質(zhì)的含量和工程環(huán)境，依據(jù)國內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、以及ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的侵蝕物質(zhì)和侵蝕程度依 據(jù)，受硫酸鹽及其他鹽類、泛酸類侵蝕程度，確定電解銅廠建筑工程分部位為酸性中等腐蝕和強(qiáng)腐蝕，選 用42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通水泥和32.5強(qiáng)度等級(jí)的礦渣水泥摻用KFS-1型抗侵蝕防腐劑，配制使用耐腐蝕混凝土。

2、工程混凝土

（1）試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果：采用42.5強(qiáng)度等級(jí)的普通水泥、32.5強(qiáng)度等級(jí)的礦渣水泥摻8％～12％KFS-1型抗侵蝕防腐劑，中砂，骨料粒徑20～40mm配制的混凝土，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C20、C25、C30，車間不同部位設(shè)計(jì)要求和施工混凝土配合比與強(qiáng)度見表1。配制的普通混凝土，坍落度控制在40～60mm，混凝土流動(dòng)度等工作性能好，強(qiáng)度高，平均強(qiáng)度均超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的135％。

表1 不同部位設(shè)計(jì)要求和混凝土配合比與強(qiáng)度

建筑物

的部位 設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí) 水泥 KFS-1摻量/% 混凝土配合比

水泥：砂：石：KFS-1：水 坍落度/mm 28d平均抗壓/ MPa(％)

基柱 C20 礦32.5 6.5 1:2.18:4.05:0.065:0.59 46 30.9(155)

標(biāo)高8.1m C20 礦32.5 6.5

高位池 C25 礦32.5 6.4 1:1.86:3.60:0.064:0.52 51 34.0(136)

一層梁板柱 C25 礦32.5 6.4

柱①-○16軸 C30 普42.5 6.5 1:2.00:3.89:0.065:0.54 51 42.3(141)

柱 C30

吊車梁 C30

2）混凝土力學(xué)和抗侵蝕性能：不摻和摻10%KFS-1型抗侵蝕防腐劑的水泥混凝土的各齡期抗壓強(qiáng)度和在侵蝕介質(zhì)中浸泡試體抗壓強(qiáng)度與淡水中養(yǎng)護(hù)試體同齡期強(qiáng)度之比的抗侵蝕系數(shù)見表2，在5%Na2SO4、硫酸介質(zhì)（pH值4.0～4.5）中侵蝕28d和180d的抗侵蝕系數(shù)(K)，摻KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土抗蝕系數(shù)均為1.0左右，而不摻的混凝土抗侵蝕性能較差。

表2 摻KFS-1的水泥混凝土強(qiáng)度及抗侵蝕性能

普通水泥/% KFS-1摻量/% 混凝土配合比

水泥(+KFS-1):砂:石:水 坍落度/㎝ 抗壓強(qiáng)度/MPa K28d K180d

3d 7d 28d 5%Ba2SO4 pH4～4.5 5%Na2SO4 pH4～4.5

100 0 1:1.7:3.2:0.46 5.5 13.2 23.1 33.2 0.88 0.91 0.78 0.77

90 10 1:1.7:3.2:0.44 4.8 15.0 26.5 46.3 1.08 1.03 1.01 1.03

結(jié)果與分析

摻KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土，拌水后能將水泥水化析出大量的氫氧化鈣、高堿性鋁酸鈣等不穩(wěn)定或亞穩(wěn)狀態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的，有利于均質(zhì)、密實(shí)、對(duì)強(qiáng)度起貢獻(xiàn)作用的水泥石結(jié)構(gòu)。這種化學(xué)和物理的綜合作用，起到了抵抗環(huán)境侵蝕性物質(zhì)對(duì)混凝土侵蝕的作用，避免了由硫酸等介質(zhì)對(duì)混凝土的破壞。從試驗(yàn)結(jié)果可見，不摻和摻KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土強(qiáng)度、抗侵蝕系數(shù)以及在工程中的使用結(jié)果，也都表明摻用KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土具有較好的抗侵蝕和耐久性能。

4、結(jié)語

該工程交工投產(chǎn)后，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行的驗(yàn)收，以及投產(chǎn)使用后的現(xiàn)場考察表明，摻用KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土廠房，在與硫酸蒸氣或空氣侵蝕環(huán)境中含有侵蝕性介質(zhì)作用下，混凝土棱角、表層平整度都完好如初，未見有受腐蝕的跡象，其主要原因如下。

(1)摻入KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土，可將水泥水化析出大量的氫氧化鈣、高堿性鋁酸鈣等不穩(wěn)定或亞穩(wěn)狀態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的，有利于均質(zhì)、密實(shí)、對(duì)強(qiáng)度起貢獻(xiàn)作用的水泥石結(jié)構(gòu)。這種化學(xué)和物理的作用，是提高混凝土抗侵蝕、耐久性的措施。

(2)摻入KFS-1型抗侵蝕防腐劑可補(bǔ)償混凝土收縮，減少裂紋和降低孔隙率，阻止侵蝕性物質(zhì)的滲入、擴(kuò)散或同時(shí)，又可以起到保護(hù)鋼筋防止銹蝕的作用。

(3)摻入8％～12％KFS-1型抗侵蝕防腐劑的混凝土抗侵蝕性能大大提高，抗侵蝕系數(shù)大于0.90，可抵抗強(qiáng)侵蝕。工程使用三年后，該電解銅廠第擴(kuò)建工程仍采用摻KFS-1型抗侵蝕防腐劑來解決腐蝕問題；從該工程使用效果以及在污水處理工程的實(shí)例證明，摻入KFS-1型抗侵蝕防腐劑可制備具有高性能、抗侵蝕、自防水的耐久性混凝土。

[ 應(yīng)用實(shí)例 2]

海工高性能混凝土抗侵蝕劑的應(yīng)用

海水中和海岸邊的混凝土工程由于長期受 Cl - 侵蝕，混凝土中鋼筋銹蝕的現(xiàn)象非常普遍，已建的海港碼頭等工程多數(shù)都達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命的要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國每年因混凝土耐久性問題損失數(shù)面億美元，每 4 個(gè)建筑中就發(fā)生一例鋼筋銹蝕破壞。中國每年因混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞也損失數(shù)十億。研究和實(shí)踐表明，大幅度提高混凝土的抗性，降低收縮開裂，減少混凝土內(nèi)部液相中的有害離子成分，阻止 Cl - 在混凝土孔相中的遷移，是海工鋼筋混凝土抗海水和其他有害介質(zhì)侵蝕，大幅度延長海工混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的技術(shù)關(guān)鍵。

它能大幅度提高海工混凝土施工性、力學(xué)性能、抗 Cl - 性、抗化學(xué)物質(zhì)侵蝕性和延長海工鋼筋混凝土使用壽命，方便海工混凝土配制施工。

1 、 KFS-1 海工抗侵蝕劑的摻量及技術(shù)性能

KFS-1 海工抗侵蝕劑的常用摻量為膠凝材料總量的 6 ％ ~10 ％ ( 內(nèi)摻法，即可以等量替代部分水泥 ) 。摻加該抗侵蝕劑可以大地提高海工混凝土的抗侵蝕能力，且有助于節(jié)約海工混凝土中水泥用量。其技術(shù)性能具體如下：

1) 摻加 7.0 ％～ 9.0 ％的 KFS-1 海工抗侵蝕劑，在保持相同流動(dòng)性的情況下。能使砂漿抗?jié)B等級(jí)提高 300 ％以上，使混凝土的抗?jié)B等級(jí)提高 400 ％，也可用來配制抗?jié)B等級(jí)為 P30 以上的防水抗?jié)B混凝土。

2) 摻加 KFS-1 海工抗侵蝕劑，可大幅度降低混凝土中 Cl - 速度，按照《 ASTMl202 混凝土抗 Cl - 性電測法》和《 JTJ275 — 2000 海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》中 Cl - 性快速測定方法測得的電通量小于 1000C ，屬于性很低的范疇，非常適合于長壽命服役期的海工鋼筋混凝土工程。

3) 在保持水泥用量和坍落度不變的情況下，摻加 7.0% ～ 8.0 ％的 KFS-1 海工抗侵蝕劑可減少混凝土用水量 15 ％～ 23 ％。使混凝土 3 天強(qiáng)度提高 150 ％以上。 7 天強(qiáng)度提高 120 ％左右， 28 天強(qiáng)度提高 40% 以上。

4 ）摻加 KFS-1 海工抗侵蝕劑，可以使混凝土在潮濕養(yǎng)護(hù)條件下早期產(chǎn)生一定膨脹 (0.01 ％ ~0.02%) ，補(bǔ)償后期由于失水干燥引起的部分收縮，從而提高結(jié)構(gòu)物抗裂性、體積穩(wěn)定性和耐久性。

5) 摻加 KFS-1 海工抗侵蝕劑可以大幅度混凝土的保水性和抗離析性，減少泌水通道，提高海工混凝土表面光潔度，降低海浪 ( 海砂 ) 對(duì)鋼筋保護(hù)層表面的沖蝕破壞。

6) 摻加 KFS-1 海工抗侵蝕劑可以使混凝土中 Cl - 的和擴(kuò)散速度大幅度降低，混凝土的電通量小于 1000C 。若配合一定的礦物摻合料，混凝土的電通量可低于 100C ，屬于低的范疇。

2 、 KFS-1 海工抗侵蝕劑的主要組成及其作用機(jī)理

KFS-1 海工抗侵蝕劑主要由相溶性較好的超塑化組分、結(jié)晶組分、尺度微孔填充組分、微膨脹組分和減縮組分、憎水組分等多種組分組成，產(chǎn)品集減水、堵塞毛細(xì)孔隙、填充微孔和增強(qiáng)體積穩(wěn)定性、減少開裂、降低毛細(xì)管吸水率等功能于一身。將其摻入混凝土中，對(duì)混凝土各項(xiàng)性能，尤其是抗 Cl -、抗化學(xué)物質(zhì)侵蝕性大幅度的內(nèi)在機(jī)理，包括以下幾個(gè)方面：

1) 降低孔隙率，細(xì)化孔徑，混凝土孔結(jié)構(gòu)，堵塞滲水通道。

試驗(yàn)表明，摻加 7.0 ％ ~9.0 ％的 KFS-1 海工抗侵蝕劑．在保持相同流動(dòng)性的情況下。能使砂漿抗?jié)B等級(jí)提高 300 ％。使混凝土的抗?jié)B等級(jí)提高 400 ％以上，所配制混凝土的抗?jié)B等級(jí)可達(dá) S30 。更值得注意的是混凝土的電通量能夠大幅度降低，使 Cl - 的通道被阻隔。這大大降低了 Cl - 在混凝土中的遷移能力。緊密的和亞微觀尺度上非常密實(shí)的混凝土結(jié)構(gòu)同樣使酸性氣體對(duì)混凝土的破壞降低到低程度。摻加 KFS-1 海工抗侵蝕劑的混凝土具有很強(qiáng)的抗碳化能力。混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)也能使海水中 Mg 2+ 和 SO 4 2- 等離子的和侵蝕破壞作用大大降低，因?yàn)樵诮档土?Cl - 的能力的同時(shí)，也同樣降低了 Mg 2+ 、 SO 4 2- 等半徑大于 Cl - 的離子能力。