混凝土防碳化涂料是一种专门用于保护混凝土结构免受碳化侵蚀的功能性涂料,通过在混凝土表面形成连续、致密的保护膜,阻止二氧化碳、水分等有害介质侵入混凝土内部,从而延缓钢筋锈蚀和结构劣化,延长混凝土的使用寿命。云谷(河南)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。
一、混凝土碳化的危害与防碳化涂料的作用
碳化的本质:混凝土中的水泥水化产物(如氢氧化钙)与空气中的二氧化碳发生化学反应,生成碳酸钙和水,导致混凝土孔隙率增加、碱性降低(pH 值从 12-13 降至 8.5 以下)。
核心危害:碱性降低会破坏钢筋表面的钝化膜(一层致密的氧化膜),使钢筋失去保护,在水分和氧气作用下发生锈蚀,体积膨胀(可达原体积的 2-4 倍),最终导致混凝土开裂、剥落,结构承载能力下降。
防碳化涂料的功能:通过物理阻隔(阻挡 CO₂、水渗透)和化学辅助(部分涂料可补充混凝土碱性),切断碳化反应的条件,同时兼具一定的耐候性、耐磨性,保护混凝土表面不受外界环境破坏。
二、防碳化涂料的主要类型及特点
根据成膜物质和性能差异,常见类型如下:
1. 有机类防碳化涂料
主要成分:以高分子聚合物为基料,如环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等,配合颜料、溶剂、助剂制成。
特点:
成膜性好,涂层致密,阻隔性强,对 CO₂、水的渗透率极低;
附着力强,可在混凝土表面形成连续薄膜,耐酸碱、耐老化性能优异;
施工方便(可刷涂、滚涂、喷涂),干燥快,但部分溶剂型涂料可能存在 VOC(挥发性有机化合物)污染,且低温下易脆化。
适用场景:工业厂房、桥梁、隧道等环境较复杂的混凝土结构,尤其适用于潮湿或轻度腐蚀环境。
2. 无机类防碳化涂料
主要成分:以硅酸盐、硅溶胶、氟化物等无机材料为基料,配合填料(如石英粉、云母粉)和助剂,通过与混凝土表面发生化学反应成膜。
特点:
透气性好(允许混凝土内部水分蒸发,避免涂层起泡脱落),与混凝土相容性高(化学性质接近,附着力强);
耐高低温性能优异(-50℃至 200℃稳定),不易燃烧,环保性好(无 VOC);
但涂层硬度较高,柔韧性较差,长期暴露在强紫外线环境下可能出现粉化。
适用场景:户外大型混凝土结构(如大坝、烟囱、纪念碑)、高温环境或对环保要求高的工程。
3. 复合类防碳化涂料
主要成分:有机 - 无机复合体系(如环氧改性硅酸盐、丙烯酸 - 硅溶胶复合),结合两者优势。
特点:兼具有机涂料的柔韧性和无机涂料的耐候性、透气性,综合性能更均衡,适用范围广,但成本相对较高。
三、性能指标与关键要求
优质的防碳化涂料需满足以下核心指标(参考国家标准如 GB/T 35467-2017《混凝土结构防碳化涂料》):
碳化深度降低率:≥90%(涂覆后混凝土碳化速度显著减慢);
涂层耐碱性:在饱和氢氧化钙溶液中浸泡 7 天,涂层无起泡、剥落(适应混凝土碱性环境);
附着力:与混凝土表面的粘结强度≥1.5MPa(避免涂层脱落失效);
耐候性:经人工加速老化试验(如紫外线照射、冷热循环)后,涂层无开裂、粉化,性能保持率≥80%;
透气性:无机及复合涂料需有一定透气性(避免混凝土内部水汽积聚导致涂层起鼓),有机涂料则以低渗透性为主。
四、适用场景与施工要点
1. 典型应用场景
老旧建筑加固:针对服役多年、碳化深度较大的混凝土结构(如桥梁墩柱、厂房梁柱),通过涂覆防碳化涂料阻止碳化进一步发展;
户外暴露结构:高速公路护栏、路灯基座、广场地面等长期受风吹雨淋的混凝土构件;
潮湿环境结构:地下室墙体、水池、污水处理厂等易接触水分的混凝土表面;
高温或腐蚀环境:冶金车间、化工储罐基础等受温度变化或轻度化学侵蚀的区域。
2. 施工关键步骤
基层处理:清除混凝土表面的浮灰、油污、疏松层及原有破损涂层,用修补砂浆修复裂缝和孔洞,确保表面平整、干燥(含水率≤8%);
底漆涂刷:对多孔或起砂的混凝土表面,可先涂覆渗透型底漆(如环氧底漆),增强基层与涂料的附着力;
涂料施工:按设计要求的厚度(通常为 0.3-1mm)涂刷,分 2-3 遍进行,前一遍干燥后再涂下一遍,避免漏涂、流挂;
养护与验收:施工后避免雨水冲刷和机械碰撞,常温下养护 7 天以上,检查涂层完整性、附着力是否达标。
五、与其他防护措施的对比
防护方式 | 防碳化涂料 | 硅烷浸渍剂 | 混凝土表面封闭剂 |
作用原理 | 形成物理阻隔膜 | 渗透到混凝土内部,疏水改性 | 填充表面孔隙,减少渗透 |
适用环境 | 潮湿、中度腐蚀环境 | 干燥、轻度腐蚀环境 | 干燥、无强烈外力环境 |
耐久性 | 5-15 年(取决于类型) | 8-20 年 | 3-8 年 |
施工难度 | 中等(需基层处理) | 较低(可喷涂) | 低(简单涂刷) |
成本 | 中等(30-100 元 /㎡) | 较高(80-200 元 /㎡) | 较低(10-50 元 /㎡) |
混凝土防碳化涂料是混凝土结构 “防护体系” 中的重要一环,尤其适用于已出现碳化迹象或处于高碳化风险环境的工程。选择时需结合结构所处环境、服役年限要求及成本预算,同时注重施工质量控制,才能充分发挥其防碳化效果。