混凝土用有机硅涂料的种类及其应用现状.pdf

《混凝土用有机硅涂料的种类及其应用现状.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、广东建材2011年第1期水泥与混凝土混凝土用有机硅涂料的种类及其应用现状江炳峰-郭文瑛t张炜煜t蔡志滨1杨医博h2彭雪平3周玉3(1华南理工大学土木工程系)(2华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室)(3广东省电力设计研究院)摘要：海洋环境下，钢筋混凝土结构因受海水中氯离子的腐蚀而严重影响其使用寿命，表面涂层可以有效提高钢筋混凝土结构的耐久寿命。介绍了混凝土表面有机硅涂料的种类及其应有现状，并提出了其应用中需注意的一些问题。关键词：混凝土；有机硅：涂料1前言近年来，我国开始了大规模的基础设施建设。混凝土由于其经济性

2、和耐久性，已经成为工业与民用建筑、海港工程、道路、隧道以及桥梁等必不可少的建筑材料。混凝土在微观上是一种多孔材料，外界环境中的氯离子能够不断渗入混凝土中，当钢筋周围的氯离子浓度达到其临界值时，会引起钢筋腐蚀，导致结构破坏。调查结果表明：海洋环境中钢筋混凝土结构遭受氯盐腐蚀，过早使结构损坏的现象十分严重【l吲。在混凝土表面添加涂层是一种简单有效的提高混凝土耐久性的方法，根据日本的经验，跨海大桥混凝土防护涂层的预期寿命最高可达60年，一般的方案也在25年以上【3】。目前混凝土采用的涂层主要包括成膜涂料、渗透结晶型涂料、憎

3、水性浸渍剂等三个类型，其中以混凝土表面硅烷浸渍为主要代表的有机硅涂料在混凝土工程中也得到了较多应用。本文对有机硅涂料的种类和应用现状做了详细阐述，并提出了其应用中需注意的一些问题。2有机硅涂料的种类有机硅涂料产品通常以烷基／烷氧基硅烷、硅氧烷、烷基硅醇盐和含氢硅油等为主要活性成分【4】。有机硅烷属于憎水性材料，它通过在基材表面和毛细孔内壁形成憎水薄膜，通过增大基材表面与水的接触角，进而阻止毛细孔对水的毛细吸收作用，达到防水和提高混凝土耐久性的目的【5】。同时。有机硅涂料不堵塞混凝土毛细孔隙，水蒸气在防水剂浸渍区域仍能

4、够自由渗透，从而保证了基材的透气性和自然外观¨】。目前有机硅涂料主要包括水溶性有机硅、溶剂型有机硅、膏体型有机硅等三种类型。2．1水溶性有机硅水溶性有机硅主要成分是一种黄至无色透明的甲基硅酸盐溶液。当这种溶液遇到空气中的水和二氧化碳时会分解为甲基硅酸，并且能够很快的聚合成聚甲基硅醚防水膜，防水膜可以水泥基材牢固结合，提高砂浆的抗渗透能力，而不会损坏孔隙的透气性，生成的硅酸钠则被水冲掉[4]。甲基硅酸盐溶液的优点是价格便宜、使用方便，缺点是与二氧化碳反应速度较慢，约需24h才能固化。由于施用的渗透剂在一定时间内仍然是水

5、溶性的，若有雨水浸打或霜冻，未反应的或反应不完全的碱金属甲基硅酸盐就会脱离基材表面，失去憎水作用；同时由于在生成硅烷醇的反应中有碱金属碳酸盐产生，不但会在基材表面产生白色污染，影响外观，而且碱性盐有害于基材本身【¨]。2．2溶剂型有机硅溶剂型有机硅涂层主要成分是硅烷类和硅氧烷类如异丁基硅烷、辛基或异辛基硅烷，可单独使用也可在使用时加入有机溶剂作为载体。若单独使用，目前实际工程中使用的比较多的是硅烷。硅烷和硅氧烷等有机硅浸溃材料，具有突出的憎水性和化学稳定性。能在混凝土表面及毛细孔内壁形成保护膜，有效防止水份的渗透和转

6、移[7]。这种渗透型涂料可渗透进入一定深度的混凝土中，在受到紫外线照射时不发生降解反应，并且硅烷和硅氧烷类化合物属于浸入性涂料，不会影响混凝土的透气性，但是却能显著降低混凝土的吸水性，使混凝土保持干燥【8】。从而有效提高混凝土结构物耐久性和使用寿命。2．2．1硅烷赵善传⋯、谢红利㈨和陈明波¨03等的研究表明，C30—27—水泥与混凝土广东建材2011年第1期混凝土表面用硅烷浸渍(涂敷量为2009／确处理后，渗透深度约为5～8姗，吸水率平均值为0．0036衄／min'／2，氯化物吸收量降低效果约为92．096～97．2

7、％。另外，混凝土表面浸渍硅烷对混凝土的抗冻性能有大幅度提高，对于相对致密的混凝土而言，硅烷浸渍后抗冻性能提高幅度更大。由于硅烷具有这种良好的耐酸、耐碱、耐磨、耐紫外线、耐风化、耐冻融、耐氯离子、透气性佳等性能，特别适用于海港工程浪溅区混凝土结构表面的防腐蚀保护[1¨。硅烷可以有效提高混凝土耐酸雨性能，明显减小酸雨浸渍后的混凝土强度下降、质量损失、体积变化，大大减小混凝土的吸水率值和碳化深度。经服役寿命模型预测，硅烷可有效延长混凝土在酸雨侵蚀环境下的服役寿命【12】。孙高霞等[n1提出使用硅烷、硅氧烷低聚物来代替纯硅烷

8、的思路，并按照专利(143介绍的方法制备低聚物有机硅渗透剂，比较好的解决了目前有机硅烷存在的高挥发性问题。2．2．2硅氧烷有机硅氧烷按溶剂划分又可分为水乳型和溶剂型两类，但只有溶剂型是适用于钢筋混凝土防腐。溶剂型有机硅氧烷耐久性好，渗透深度大，但使用时要求基材干燥。2．3膏体型有机硅为了克服有机硅涂料刷涂时流失严重的问题，延长与混凝土基材的接触