混凝土是世界上使用广泛的建筑材料，因为它具有许多独特的性能，使其成为建筑中的理想选择。混凝土是可成形的，并且天然抵抗紫外线，霉菌和昆虫。混凝土是不燃的，相对于其他建筑材料而言相对便宜。

为什么涂混凝土

涂层混凝土结构有几个原因。有些涂料可以帮助在混凝土固化过程中保持混凝土中的水分，还有涂料可以防止水分侵入。在固化过程中保持水分含量有助于混凝土结构性能的发展。在混凝土固化过程中通常使用的涂料类型包括水基苯乙烯丙烯酸或丙烯酸乳液。另外，表面涂覆的涂层有益于固化的混凝土。尽管混凝土在紫外线和饮用水下非常耐用，但固化混凝土会受到几种类型的化学侵蚀，这些化学侵蚀会使表面降解或导致结构完整性丧失。流行的服务环境，业主对结构生命周期和美学的期望是识别候选涂层系统的关键参数。混凝土桥可以在高可见度的区域中构造，并且诸如颜色和光泽保持的美学性质预期被考虑到功能性涂层性能特征中。本文特别针对旨在提供环境屏障的涂料，作为保护混凝土桥梁结构的手段。

除了混凝土结构的类型（在这种情况下是桥梁），混凝土结构的目的或功能和位置是选择合适的涂层系统的主要因素。服务环境（位置）的类型是建立涂层性能标准的关键参数。周围环境中的温度范围，湿度和污染物都是考虑因素。混凝土是一种多孔材料，可以从周围环境中吸收水，氯化钠，二氧化碳，酸沉淀和其他化学物质，导致混凝土降解。服务环境还可能产生机械损坏，例如冲击，磨损和腐蚀。

混凝土桥梁受到各种暴露条件的影响，这取决于它们的位置和结构的特定腐蚀性类别。腐蚀性类别可包括大气，水和土壤。ISO 12944-8描述了用于有色金属或混凝土的防护涂料系统，以确定合适的规格。一般分类系统符合ISO 12944

对于桥梁结构的各种元素，需要考虑几种腐蚀性类别。例如，桥墩可能处于水或土壤腐蚀性类别，或处于大气腐蚀性类别。可能还存在特殊的系统腐蚀性类别，例如飞溅区域。因此，存在与这些结构的涂层选择相关的挑战。

水可以通过混凝土的毛细孔结构自然渗透。二氧化碳与水泥基质的孔隙液体中的氢氧化钙反应并沉积为碳酸钙，这导致碳酸盐混凝土。氯化物来自可在冬季使用的除冰盐，或来自海洋环境中的盐水。在冷冻条件下，混凝土毛细孔中游离水的膨胀导致内部应力。混凝土会在碳化的区域剥落和开裂，其中氯化物含量高，与钢筋接触，或者由于与温度循环相关的应力。涂层防止水，二氧化碳和氯化物进入的能力对于充分保护桥梁结构是必要的。除了防水性，还需要来自具有搅拌的水的抗污染性以防止变色。用于混凝土结构的涂层产品也应该是抗泛白的，这通常通过使用特别配制的可聚合表面活性剂保持颗粒尺寸小并且保持其它亲水性材料（例如表面活性剂）的含量低来实现。

混凝土涂层系统

混凝土涂层系统通常由混凝土修补化合物，表面涂层和密封剂组成。由于本文主要涉及旨在为混凝土桥梁结构提供屏障保护的涂料，因此仅简要描述混凝土修补产品，并且不讨论混凝土修补化合物的性能。
混凝土修补化合物 -灰浆和粘合底漆用于防止钢筋的进一步腐蚀和修复受损或退化混凝土的区域。产品包括水泥聚合物改性和环氧基产品。
表面涂层 -典型的表面涂层产品包括丙烯酸树脂，环氧树脂，聚氨酯，聚硅氧烷和硅烷。

1.丙烯酸 -由于能够配制具有高或低分子量的产品，丙烯酸涂料具有很大程度的可变性。较高分子量的产品有利于耐久性，而较低分子量的材料有利于抗裂性和柔韧性。例如，较硬的丙烯酸聚合物具有更好的耐二氧化碳输注性，但较软的丙烯酸聚合物具有更好的耐热循环效果。涂层系统的灵活性对于保护混凝土很重要，因为混凝土预计会有一些运动和开裂。然而，太多的灵活性可能会掩盖过度的裂缝运动。

2.环氧树脂 - 环氧涂料在混凝土结构上有很长的使用历史。环氧树脂通常用活性稀释剂改性以改善流动性和粘度，以便于施用和改善表面的润湿性。与丙烯酸涂料一样，环氧涂料也可配制成所需的柔韧性范围。环氧树脂可以在外部暴露时粉化，并且通常与耐受太阳辐射（阳光）的面漆一起使用。

3.聚氨酯 - 聚氨酯配方可以化学和机械方式改性，以结合所需的性能。聚氨酯可以与脂族或芳族异氰酸酯一起配制。包含脂族异氰酸酯的配方产生颜色稳定的产品，而芳香配方则不产生颜色稳定的产品。然而，芳族配方产生的产品具有比脂族对应物更好的耐化学性。聚氨酯配方中的另一主要成分是多元醇。常见的多元醇是聚酯，聚醚，聚碳酸酯和聚丙烯酸酯。多元醇的选择和多元醇的相关分子量显着影响产品的性能。另外，通过改性聚氨酯树脂，可以生产出具有优异的抗紫外线性和稳定性的氟化聚氨酯，

4.聚硅氧烷和硅烷 - 聚硅氧烷和硅烷是高度交联的硅树脂，通常是化学和物理惰性的。通常促进产品的防水性; 但是，它们通常更容易受到碱性条件的影响。对某些配方来说，改性树脂可以减少碱的影响。

登王水性涂料应用於混凝土桥梁护兰效果图

5.密封剂 -聚合物密封剂可以帮助防止混凝土的化学或物理降解。密封剂通常被描述为渗透或成膜，并且不同于在混凝土固化期间用于保持水分的固化密封剂。

6.硅烷或硅氧烷是渗透性密封剂。使用的好处包括保护混凝土免受液态水和表面污染物的影响。它们不能防止固化过程中混凝土的水蒸气损失。硅烷具有低分子量，而硅氧烷预反应并具有较高的分子量。由于较低的分子量，硅烷比硅氧烷提供更大的渗透到混凝土孔中。由于硅烷渗透到表面下方，因此它们比在表面上形成薄膜的水性密封剂更耐磨。

7.丙烯酸或苯乙烯丙烯酸水乳液通常用作密封剂并防止可导致降解的盐和水分进入。它们通常具有良好的耐水性，但具有透气性并允许蒸汽通过薄膜。这些水基密封剂通常设计为在低干膜厚度下使用，并且它们通常不是高光泽度的饰面 - 通常是缎光或半光泽。由于薄膜相对较薄并且大部分位于混凝土表面，因此通常需要定期重新施加以保持保护。

8.溶剂型丙烯酸树脂通常在混凝土老化30天后使用。由于丙烯酸酯或乙烯基酯骨架，这些密封剂是耐用的，并且仍然具有足够低的分子量以穿透混凝土孔并使表面变暗（称为湿润外观），这是期望的。它们以比丙烯酸乳液更高的膜厚度施加，并且一旦干燥就可以产生高光泽。这些丙烯酸类可配制成豁免溶剂，如丙酮; 然而，快速干燥和气味可能在应用过程中带来重大挑战。

9.聚合物改性混凝土砂浆也用作薄的覆盖层，以减少混凝土的表面孔隙率。聚合物混合物通过减少给定混凝土流动性所需的水量起作用，导致较低的水与水泥比。此外，当混凝土干燥时，聚合物在孔中形成薄膜并阻塞毛细管。混凝土和基质中干燥的聚合物的较慢固化导致孔隙率降低。虽然覆盖层的孔隙率降低有助于降低携带氯离子的水的渗透，但聚合物还可通过提高拉伸强度，耐磨性和防尘性来改善耐久性。

10.双组分环氧树脂通常用于在需要高水平耐化学性的环境中密封混凝土。这些可以用多胺，聚酰胺或多硫化物固化; 尽管聚酰胺固化的环氧树脂通常具有较低的耐化学性。环氧树脂对混凝土具有良好的附着力，可以配制成在低温下固化。

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