混凝土碳化是指空气中的二氧化碳(CO₂)与混凝土中的氢氧化钙(Ca (OH)₂)发生化学反应,生成碳酸钙(CaCO₃)和水,导致混凝土碱度降低(pH 值从 12-13 降至 8 以下)的现象。碱度降低会破坏钢筋表面的钝化膜,使钢筋易受锈蚀,最终影响结构强度和耐久性。云谷(河南)/天津九延新材料科技有限公司始终致力于混凝土防碳化涂料的研发与生产,在石化、铁路、公路、机场、码头、核电、风电、水利水电等行业中合作案例丰富并享有好评。混凝土防碳化涂料是专门用于阻止或减缓这一过程的功能性涂料,通过在混凝土表面形成致密防护层,阻断 CO₂、水、氯离子等侵蚀介质的渗透路径,延长结构寿命。
一、核心功能与作用机理
阻隔碳化介质
涂料固化后形成连续、致密的薄膜,直接物理阻隔空气中的 CO₂、水分及有害离子(如 Cl⁻)侵入混凝土内部,从源头切断碳化反应的 "原料供应"。
对于已碳化的混凝土,可阻止碳化深度进一步发展;
对于未碳化的新结构,可延缓碳化进程,保护钢筋钝化膜的稳定性。
增强混凝土表面性能
部分涂料兼具抗渗、耐磨、抗紫外线老化等功能,能提升混凝土表面的抗裂性和耐候性,减少因表面开裂导致的介质渗透。
兼容与适应性
与混凝土基层具有良好的粘结力,可适应混凝土的微小变形(如温度伸缩),避免涂层开裂或剥落;同时不影响混凝土的呼吸性(部分透气型涂料),允许内部水汽排出。
二、主要类型与特性
根据成膜物质和性能特点,常见的防碳化涂料可分为以下几类:
涂料类型 | 主要成分 | 核心特性 | 适用场景 |
环氧树脂类 | 环氧树脂、固化剂、助剂 | 涂膜致密,抗渗性极佳,粘结力强(≥5MPa),耐化学腐蚀性好;但耐紫外线性能较差,长期户外易粉化。 | 室内环境(如地下室、隧道)、潮湿环境或化工场所的混凝土结构。 |
丙烯酸类 | 丙烯酸树脂、颜填料 | 耐候性优异(抗紫外线老化),柔韧性好,施工便捷(单组分,可直接涂刷);抗渗性略低于环氧类。 | 户外暴露结构(如桥梁、厂房外墙、烟囱)。 |
聚氨酯类 | 聚氨酯树脂、固化剂 | 兼具高弹性和耐磨性,耐候性、耐水性优良,对基层变形适应性强;成本较高。 | 既有结构修复、需频繁承受振动或温度变化的场景(如桥梁支座附近)。 |
硅烷改性类 | 硅烷单体或聚合物 | 渗透性强,可深入混凝土表层形成化学结合的防护层,透气性好,不影响混凝土 "呼吸";成膜较薄,需多道涂刷。 | 对透气性要求高的结构(如历史建筑修复)、冻融环境下的混凝土。 |
三、技术要求与施工要点
关键技术指标
抗 CO₂渗透系数:应符合相关标准(如《混凝土结构耐久性修复与防护技术规程》JGJ/T 259),通常要求涂料的 CO₂透过率≤1×10⁻¹¹ m²/s・Pa;
粘结强度:与混凝土基层的粘结强度≥1.5MPa(实干后),确保涂层不脱落;
耐老化性:户外用涂料需通过人工加速老化试验(如 1000 小时紫外老化后,涂层无粉化、开裂)。
施工流程
基层处理:清除混凝土表面的浮灰、油污、疏松层及旧涂层,用高压水枪冲洗干净;对裂缝、蜂窝等缺陷,需用修补砂浆预先修复;
涂刷底漆(可选):对于多孔或风化严重的基层,可先涂一道渗透型底漆,增强粘结力;
涂覆主涂层:按涂料说明的配比(双组分需搅拌均匀)和厚度(通常干膜厚度 50-150μm)涂刷,可采用刷涂、滚涂或喷涂,需保证涂层连续无漏涂;
养护与验收:实干后(通常 24-72 小时,视温度湿度而定),检查涂层是否平整、无气泡、无开裂,必要时进行附着力测试。
四、适用场景与应用价值
重点防护结构
桥梁、隧道、高架道路等交通基础设施(长期暴露于大气中,碳化风险高);
工业厂房、仓库(可能接触腐蚀性气体);
水利工程(如堤坝、渡槽,受水汽和二氧化碳双重侵蚀);
老旧建筑加固(已出现轻微碳化的结构,通过涂料延缓钢筋锈蚀)。
经济与社会价值
相比传统的 "凿除 - 重新浇筑" 修复方式,防碳化涂料施工成本低、工期短(可在不停止结构使用的情况下施工),能将混凝土结构的碳化寿命延长 10-30 年,大幅降低后期维护成本,尤其适用于既有建筑的耐久性提升。
五、注意事项
涂料需匹配环境条件:户外优先选耐候性强的丙烯酸或聚氨酯类,潮湿环境优先选环氧类;
基层含水率需控制:通常要求混凝土表面含水率≤8%,否则易导致涂层起泡;
定期维护:涂层使用寿命一般为 5-15 年(视类型和环境而定),需定期检查并补涂,确保防护效果持续有效。
混凝土防碳化涂料是 "主动防护" 理念的体现,通过早期干预减少结构损伤,已成为混凝土耐久性保障体系中的关键技术之一。
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