图9 废旧轮胎橡胶颗粒的掺量对混凝土结构抗碳化能力的影响
由图9黑色线所代表的碳化深度随橡胶颗粒的掺量的关系可见，当废旧轮胎橡胶颗粒的掺入量较少时，随着掺入量的增加混凝土结构的碳化深度不断下降，但当橡胶颗粒的掺入量达到20%以后碳化深度反而增加。由此可见，当橡胶颗粒替代20%的细骨料时，混凝土结构具有最佳的抗碳化能力。出现这种情况的原因是当橡胶颗粒的掺入量过大时，混凝土结构的强度会有明显的下降，更容易产生微裂纹，从而影响了混凝土结构的抗碳化能力。由图9中红色线所代表的混凝土抗压、抗拉、抗折强度随橡胶颗粒的掺量关系可以看出，随着橡胶颗粒掺入量增加各强度值均出现下降的趋势。且当橡胶颗粒的掺量占细骨粒体积的20%以后，各强度尤其是抗压强度会的明显的下降。因此从强度的角度考虑，橡胶颗粒的掺量就控制在替代细骨料20%以下。
结合橡胶颗粒的掺量对碳化深度和强度两方面影响可以看出，当橡胶颗粒的掺入量为10～20%为其最佳掺量区，在其力学性能不致于明显下降的前提下，可以具备较高的抗碳化能力。
3 混凝土结构表面喷涂环氧-聚氨酯树脂
环氧-聚氨酯兼有环树脂和聚氨酯的双重特性，使其具有优良的耐热性、耐水性、耐溶剂性和耐磨性，而且与混凝土的亲和性良好，喷涂在混凝土的表面可以形成一层致密的保护膜，有效的减弱水、CO2及其他有害成分的浸入从而起到了防腐的目的。
3.1 环氧-聚氨酯树脂对混凝土结构抗碳化性能的影响
图10是普通混凝土与喷涂环氧-聚氨酯涂层后的混凝土的碳化深度的对比图。
图10碳化深度对比图
从图10可以看出在不加任何防护的情况下，混凝土的碳化十分严重，28d的碳化深度已经达到了25mm以上;而当采用环氧-聚氨酯刷涂以后28d的碳化深度不到2mm。由此可见环氧-聚氨酯涂层有效的防止了CO2气体的侵入，保证了混凝土结构中的碱度，使钢筋表面的钝化膜不受破坏，起到了防腐的目的。
3.2涂层厚度对混凝土出防腐性能的影响
环氧-聚氨酯涂层的厚度对混凝土结构抗碳化能力也有很大的影响，下面是调整环氧-聚氨酯涂层的厚度分别为0.8mm、1.0mm、1.2mm和1.4mm下进行28天碳化深度的测定，实验结果如图11所示。
图11 环氧-聚氨酯涂层厚度对混凝土碳化深度的影响
从图11可以看出，在整体趋势上看混凝土28天的碳化深度随着环氧-聚氨酯涂层厚度的增加而明显下降。当环氧-聚氨酯涂层的厚度小于1.0mm时，随着涂层厚度的增加碳化深度的下降程度十分剧烈，当环氧-聚氨酯涂层的厚度超过1.0mm以后，碳化深度随涂层厚度变化的曲线逐渐平缓，涂层厚度的增加对碳化深度的影响不再明显。
3.3 环氧-聚氨酯涂层对混凝土结构抗氯离子能力的影响
由于氯离子即使是在较高的碱度下仍能对钢筋表面的钝化膜构成破坏，失去了钝化膜保护的钢筋很容易就会被锈蚀掉，从而导致混凝土强度的大大降低。同时氯离子渗透性能也是反映混凝土密实度的一个重要指标。图12是普通混凝土与刷涂环氧-聚氨酯涂层后的混凝土抗氯离子渗透能力测试对比图。
图12抗氯离子渗透对比图
从图12可以看出，普通混凝土在未加防护的情况下通过的电量为1240库仑，而喷涂环氧-聚氨酯保护膜后的混凝土的通过电量只有不到100库仑。对比表1的混凝土渗透性评价标准，喷涂环氧-聚氨酯涂层后氯离子的渗透性可以忽略不计。
表1混凝土渗透性评价（ASTM1202）
氯离子渗透性 通过电量（C）
高 >4000
中 2000～4000
低 1000～2000
很低 100～1000
可忽略 <100
4 结论
基于对我们实验的数据得出以下结论:
(1) 采用聚苯胺与环氧树脂配制的防腐涂层对钢筋表面进行防腐处理,聚苯胺的掺量越大其腐蚀电位越高,当聚苯胺掺量在5%时，腐蚀电位可以提高到-0.4V以上，钢筋仍有锈蚀的可能性，当聚苯胺的掺量达到10%和15%时,腐蚀电位已经可以达到-0.28V，在防腐涂层不破损的情况下钢筋绝不会锈蚀，结合经济方面的考虑建议聚苯胺的掺量为10%。
（2）废旧轮胎橡胶颗粒代替部分细骨料可以明显的提高混凝土的抗碳化能力，但是随着掺量的增加混凝土的强度会有所下降。通过对废旧轮胎橡胶颗粒替代细骨料的掺量对混凝土碳化深度、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响分析，建议其最佳掺量区为10-20%之间。
（3）环氧-聚氨酯涂层可以有效的提高混凝土的抗碳化能力和抗氯离子侵害的能力，通过对比不同涂层厚度对抗碳化能力的影响，建议涂层的厚度在1.2mm附近。
参考文献：
[1] 林勇 钢筋混凝土耐久性劣化模式及对策分析 《工程技术》2008年15期
[2] 孙家瑛、黄成华 钢筋混凝土桥梁防腐蚀技术措施研究 《工业建筑》2004年01期
[3] 王祥鲁、邢国英、郑金泉 钢筋混凝土桥梁中钢筋腐蚀问题探讨 《河南交通科技》2010年20卷第05期
[4] 潘宏彬 钢筋混凝土中钢筋腐蚀的试验研究 《试验技术与试验机》2006年02期
[5] 曹亚玲 混凝土遭受侵蚀的理论分析 《山西建筑》 2006年32卷02期
[6] 赵明、俞侃 公路隧道衬砌腐蚀机理与处治对策研究 《山西建筑》 2008年34卷34期
[7] 杨露 公路隧道混凝土防腐蚀耐久性实验研究 《黑龙江交通科技》2009年09期
[8] 段永萍 混凝土结构的腐蚀原理及预防措施 《山西建筑》 2005年31卷18期
[9] 孙毅、钟发春、舒远杰等 聚苯胺的腐蚀防护机理及其在金属防腐中的应用 《材料导报：综述篇》 2009年23卷07期
[10] 望雪林 混凝土结构耐久性防护与钢筋阻锈 《北京建筑工程学院学报》 2007年23卷04期
[11] 何朋祥、吕平、周琦等 混凝土耐久性防护新技术研究 《工程设计与建设》 2005年 37卷05期
[12] 王成峰、宋刘斌、喻林萍等 环氧树脂对混凝土中钢筋抗腐蚀性行为的电化学研究 《湖南城市学院学报》（自然科学版） 2003年17卷04期
[13] 张云莲、周宏凯、李启令 废旧轮胎橡胶改性水泥基材料的试验研究 《混凝土》2008年05期
[14] 朱哲 废旧橡胶改性混凝土力学性能试验研究 《混凝土》 2009年10期