混凝土防腐剂在海工防腐工程中的应用技术

混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂是在混凝土搅拌时加入的，用于抵抗硫酸盐、盐类侵蚀性物质作用，提高混凝土耐久性的外加剂，称为混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂。简称抗硫酸盐外加剂执行标准：JC/T1011-2016；1、在硅酸盐类水泥砂浆或混凝土中掺加一定量的抗硫酸盐类侵蚀防腐剂，能抵抗环境中一定浓度的SO2-4、Cl－、HCO-3、CO2、NH-4、Mg2+以及其它盐类、泛酸类的地下水、地表水、海水、污水和含盐土壤、可溶岩盐等侵蚀性物质对砂浆或混凝土的侵蚀。

二、掺量：按胶凝质量6-8。三、抗硫酸盐类侵蚀防腐剂海水或盐碱地区环境水中的硫酸盐和镁盐，对水泥混凝土具有化学腐蚀破坏作用，盐和硫酸盐还对混凝土中的钢筋具有锈蚀破坏作用，所以混凝土采取防腐措施。KFS-1型混凝土防腐蚀剂是由表面剂、无机盐、助剂和载体配制而成的外加剂。在普通硅酸盐水泥中同时掺加KFS-1型防腐蚀剂和Ⅱ级粉煤灰，可使水泥的抗硫酸盐限浓度（K值）提高到10000～15000mg/l，较普通抗硫酸盐水泥高4～6倍。防腐蚀剂还具有防止钢筋锈蚀，抗冻融性能，提高抗渗性和增加强度等作用，适用于沿海、港口及盐碱地区耐中、强硫酸盐侵蚀混凝土的施工。

[应用实例]1

抗侵蚀防腐剂在硫酸电解铜工程中的应用

含硫酸蒸气和凝聚物会对电解铜厂的混凝土厂房产生严重腐蚀，使厂房及构件造成腐蚀性脱落、剥皮、强度降低、钢筋锈蚀，严重影响建筑物的使用寿命。为解决这一问题，在某工程设计中采用了42.5强度等级的普通水泥和32.5强度等级的矿渣水泥掺用KFS-1蚀防腐剂，配制耐腐蚀混凝土。梁、柱、吊车梁、预制顶板用普通水泥掺加KFS-1型抗侵蚀防腐剂，掺量为水泥重量的8％～12％(替代水泥率)，设计为C30混凝土。基柱、一层板柱、标高8.1m上部、高位池(硫酸液池用树脂做防护层)、地面等用矿渣水泥，KFS-1型抗侵蚀防腐剂的掺量为水泥重量的8％～12％(替代水泥率)，设计为C20～C25混凝土。电解槽四排总宽18m，长90m，整个车间100多m长，高度15m。该工程建成投产3年后，混凝土棱角、表层及平整度都完好如初，未见有受腐蚀的迹象。

1、设计依据

根据侵蚀物质的含量和工程环境，依据国内外有关标准、以及ISO标准规定的侵蚀物质和侵蚀程度依 据，受硫酸盐及其他盐类、泛酸类侵蚀程度，确定电解铜厂建筑工程分部位为酸性中等腐蚀和强腐蚀，选 用42.5强度等级的普通水泥和32.5强度等级的矿渣水泥掺用KFS-1型抗侵蚀防腐剂，配制使用耐腐蚀混凝土。

2、工程混凝土

（1）试验设计及结果：采用42.5强度等级的普通水泥、32.5强度等级的矿渣水泥掺8％～12％KFS-1型抗侵蚀防腐剂，中砂，骨料粒径20～40mm配制的混凝土，设计强度等级C20、C25、C30，车间不同部位设计要求和施工混凝土配合比与强度见表1。配制的普通混凝土，坍落度控制在40～60mm，混凝土流动度等工作性能好，强度高，平均强度均超过设计强度等级的135％。

表1 不同部位设计要求和混凝土配合比与强度

建筑物

的部位 设计强度等级 水泥 KFS-1掺量/% 混凝土配合比

水泥：砂：石：KFS-1：水 坍落度/mm 28d平均抗压/ MPa(％)

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

标高8.1m C20 矿32.5 6.5

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

一层梁板柱 C25 矿32.5 6.4

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

柱 C30

吊车梁 C30

2）混凝土力学和抗侵蚀性能：不掺和掺10%KFS-1型抗侵蚀防腐剂的水泥混凝土的各龄期抗压强度和在侵蚀介质中浸泡试体抗压强度与淡水中养护试体同龄期强度之比的抗侵蚀系数见表2，在5%Na2SO4、硫酸介质（pH值4.0～4.5）中侵蚀28d和180d的抗侵蚀系数(K)，掺KFS-1型抗侵蚀防腐剂的混凝土抗蚀系数均为1.0左右，而不掺的混凝土抗侵蚀性能较差。

表2 掺KFS-1的水泥混凝土强度及抗侵蚀性能

普通水泥/% KFS-1掺量/% 混凝土配合比

水泥(+KFS-1):砂:石:水 坍落度/㎝ 抗压强度/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

结果与分析

掺KFS-1型抗侵蚀防腐剂的混凝土，拌水后能将水泥水化析出大量的氢氧化钙、高碱性铝酸钙等不稳定或亚稳状态物质转变成稳定的，有利于均质、密实、对强度起贡献作用的水泥石结构。这种化学和物理的综合作用，起到了抵抗环境侵蚀性物质对混凝土侵蚀的作用，避免了由硫酸等介质对混凝土的破坏。从试验结果可见，不掺和掺KFS-1型抗侵蚀防腐剂的混凝土强度、抗侵蚀系数以及在工程中的使用结果，也都表明掺用KFS-1型抗侵蚀防腐剂的混凝土具有较好的抗侵蚀和耐久性能。

4、结语

该工程交工投产后，对其质量进行的验收，以及投产使用后的现场考察表明，掺用KFS-1型抗侵蚀防腐剂的混凝土厂房，在与硫酸蒸气或空气侵蚀环境中含有侵蚀性介质作用下，混凝土棱角、表层平整度都完好如初，未见有受腐蚀的迹象，其主要原因如下。

(1)掺入KFS-1型抗侵蚀防腐剂的混凝土，可将水泥水化析出大量的氢氧化钙、高碱性铝酸钙等不稳定或亚稳状态物质转变成稳定的，有利于均质、密实、对强度起贡献作用的水泥石结构。这种化学和物理的作用，是提高混凝土抗侵蚀、耐久性的措施。

(2)掺入KFS-1型抗侵蚀防腐剂可补偿混凝土收缩，减少裂纹和降低孔隙率，阻止侵蚀性物质的渗入、扩散或同时，又可以起到保护钢筋防止锈蚀的作用。

(3)掺入8％～12％KFS-1型抗侵蚀防腐剂的混凝土抗侵蚀性能大大提高，抗侵蚀系数大于0.90，可抵抗强侵蚀。工程使用三年后，该电解铜厂第扩建工程仍采用掺KFS-1型抗侵蚀防腐剂来解决腐蚀问题；从该工程使用效果以及在污水处理工程的实例证明，掺入KFS-1型抗侵蚀防腐剂可制备具有高性能、抗侵蚀、自防水的耐久性混凝土。