有机硅在混凝土保护中的应用研究

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发布时间：2021-10-27

资料介绍

研究了异辛基三乙氧基硅烷、硅烷／硅氧烷混合物等不同种类的有机硅憎水剂及其稀释液在混凝土表面应用时的吸水率
比、渗透深度、接触角、憎水性保持率等性能，并进行了对比分析，确定了较适合应用于混凝土保护的憎水剂种类。
关键词：有机硅：混凝土；吸水率比；渗透深度；接触角
中图分类号：TU57+2 文献标识码：A 文章编号：1001—702X(2012)12—0058—04
Application research of silicone in concrete protection
LIU Ying，LUO Gengwang，CAI n ，WANG Shugeng，JIA0 Yuyu，ZHANG Qiaoxin
(Guandong Longhu Sci．＆ Tech．Co．Ltd．，Beijing Technical Center，Beijing 100076，China)
Abstract：In this paper，the distinction of water absorption ratio，penetration depth，contact angle and hydrophobic retention
applying on concrete among differeot types of silicone hydrophobic agent(Iso0ctyltrieth0xysilane，silane／silane-siloxane materials) and
their diluent liquid have been researched，and the reason for this phenomenon has been analyzed，the more suitab le type of
hydrophobic agent for concrete protection has been recommended．
Key words：silicone；concrete；water absorption ratio；depth of penetration；contact angle
一般认为，混凝土设计强度及耐久性是可以满足使用年
限 (70年、100年)，但是目前我国许多混凝土建筑在使用10
年、20年后就需要进行补强加固_】1。这是因为混凝土在使用过
程中容易受到海水、除冰盐等的侵蚀及冻融破坏等，尤其是应
用于海港码头浪溅区、寒冷地区铁路及高速公路的混凝土受到
的破坏更为严重。这些破坏使混凝土结构陷入危机。频繁更换
破坏的混凝土结构不仅是巨大的浪费，对混凝土桥梁、铁路的
修补更对交通带来巨大的压力。所以为了延长混凝土的使用年
限，有必要对混凝土进行保护，阻隔水和有害物质与混凝土的
接触。常用的保护方法是采用聚丙烯酸、聚氨酯以及环氧树脂
等成膜型的防水材料进行涂刷圜。这些防水材料在混凝土表面
形成一层完整的膜来阻隔外界水的侵入，这层膜不具有透气
性，混凝土内部的水汽无法顺利排出，时间长了，水汽可能将涂
膜顶破，造成涂膜鼓包、脱落等现象，对混凝土保护也就不存
在了。且这种成膜型涂料还会改变混凝土的外观，使混凝土不
能保持其原始的清水混凝土外观状态。有机硅憎水剂则可以在
混凝土表面形成一层不封闭毛细孔的憎水层，使混凝土不仅具
收稿日期：2012—06—06
作者简介：刘莹，女，1982年生，硕士，河北晋州人，工程师，主要从事
有机硅、乳液及涂料产品的应用研究工作。地址：北京市大兴区瀛海
镇西二村信义北路 3号，E-marl：ying．1iu@longhu．biz。
· 58· 新型建筑材料 2012．12
有憎水性而且具有透气性，大幅降低混凝土的毛细吸水率、降
低氯离子侵蚀和冻融破坏，并且不对混凝土的外观造成影响。
1 混凝土的破坏机理及有机硅的作用
破坏混凝土结构的主要因素有：混凝土碳化、钢筋锈蚀、
盐类腐蚀、微生物和霉菌的滋生、冻融破坏等。例如在碱性环
境下，混凝土中的钢筋被钝化，不会锈蚀。当有液态水存在时，
酸性气体(氮氧化合物以及二氧化硫等)和盐类(特别是氯盐)
会以水为介质进入混凝土内部发生电化学反应，从而锈蚀钢
筋。随着碳化的进行，混凝土的碱性不断降低，使得钢筋的钝
化保护层不断被削弱，钢筋也就不可避免地受到侵蚀。由于锈
蚀会使钢筋体积增大，混凝土内部必然会产生应力，从而导致
混凝土破坏的发生。
所有对混凝土的破坏过程都与液态水的存在直接相关，
采用适当的防水措施将可以避免上述破坏的发生。
保护混凝土最有效的方法就是防止混凝土与水分及有害
物质接触，近年来，硅烷等有机硅产品被认为是最适合这种用
途的产品。与聚丙烯酸、聚氨酯以及环氧树脂等成膜性的涂料
有所不同，有机硅防水剂并没有封住混凝土表面的孑L洞，而是
在混凝土表面与水汽反应脱醇生成了一层极薄的硅树脂憎水
层，形成的硅树脂可以与混凝土材料形成稳定的共价键链接[31。
如图1所示