有機硅烷混凝土保護劑

【混凝土防護】有機硅烷混凝土保護劑眾所周知，高性能混凝土已被廣泛地應用在海工、水工、橋梁、海港等重大工程中?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性、安全性與使用年限一直是人們的研究熱點。從混凝土的侵蝕機理來看，保證混凝土的耐久性不僅要采用高性能混凝土，而且對特殊侵蝕環(huán)境與重大工程，在混凝土表面浸漬一層防腐蝕涂層也十分重要。有機硅防水劑是一種理想的混凝土、磚石等建材的新型防水材料，能以溶液、乳液形式噴涂在建筑物表面上，提高其的防水、防污、防塵、防腐蝕、抗風化和耐久性能。烷氧基烷基硅烷及其改性化合物產(chǎn)品是第四代有機硅防水材料，既是一種具有良好滲透性、防水、耐久性，環(huán)保型的有機硅防水、防腐劑，又是一種性能優(yōu)良的混凝土表面密封劑，它已被廣泛應用于道路、橋梁、隧道、水工、海工等工程中。烷氧基烷基硅烷及其改性化合物具有較強的滲透能力，能夠滲透到多孔基材內(nèi)部的微孔上。在催化劑作用下，它能在微孔的壁上與活性基團或自身發(fā)生反應，牢固地附著在基材表面，從而大大提高了基材的防水、耐沾污和耐久性能。將烷氧基烷基硅烷及其改性化合物以水為介質(zhì)，通過乳化可得到穩(wěn)定性和防水、耐久性均佳的環(huán)境友好型有機硅防水劑，并且通過改性可得到對基材產(chǎn)生不同表面質(zhì)感的防水劑。本文將從三個方面對這種硅烷防水劑進行介紹。一、研究2003年中國科學院廣州化學有限公司黃月文等以烷氧基烷基硅烷為活性基本原料，通過化學改性和乳化技術(shù)制備出性能優(yōu)良的有機硅防水劑，性能指標為：項目性能外觀乳白色乳狀液，上不漂油下無沉淀固含量/%>15%密度（25°C）g/cm20.93?1.08滲透深度/mm0.3?1.224h吸水率/%0.90?1.92耐水洗性能泡水24h重復20次，防水性合格熱穩(wěn)定性70±2CX4h，防水性合格稀釋穩(wěn)定性稀釋10倍，防水性合格耐侯性室外置放1a，防水性合格2005年同濟大學蔣正武等研究了不同配合比的海工高性能混凝土浸漬不同品種硅烷的防腐蝕性能:序號硅烷類型吸水率(mm/min1/2)硅烷滲透深度（mm）氯離子吸收量的降低值（%）C1-164030.00442.8097.8C1-263410.00443.0999.2瓦克化學公司申請的中國專利CN1173519C、CN1214353A（分別于1998年和1999年公開）介紹了用于建筑材料疏水化處理的烷氧基硅烷化合物的水乳劑。根據(jù)BundesministeriumfurVerkehr中的ZTV-SIB90[FederalGermanMinistryforTraffic]（Bonn）的表面保護體系所用的技術(shù)測試規(guī)范，對混凝土浸漬的防水性進行評估。乳液EM1：浸漬劑的吸收性為129g/m2，吸水性為2.3%，滲透深度2-4mm。EM1顯示出了很好的混凝土中的滲透性，這是實現(xiàn)吸水性（以未處理的試樣計低于50%）和耐冷凍和熔化性（至少15個循環(huán)而不損壞）標準的先決條件2000年韓國Hwang,InDong等介紹由于硅烷具有良好的斥水性，被廣泛地用作橋梁混凝土的防水劑等。作者改進了硅烷乳液的穩(wěn)定性。硅烷乳液用W/O和O/W型表面活性劑乳化，用0.24%PVA為保護膠體。這種硅烷乳液滲透深度〉4mm，吸水率〈0.1。室溫下可保存6個月。日本TOYOINKMFGCOLTD申請的日本專利JP9202875（1997年公開）介紹的水基有機硅配方中含乳化劑、烷基烷氧基硅烷和水，具有優(yōu)良的長期儲存穩(wěn)定性，用作混凝土防水劑。能夠滲透到基材內(nèi)部的微孔上，在微孔的壁上與其活性基團或自身發(fā)生鍵合作用，形成良好的防水層。6個月以上時吸水率為12.9%。二、產(chǎn)品道康寧最新開發(fā)的Z-6403是一種環(huán)保型的防水劑。Z-6403是一種高純度的異丁基三乙氧基硅烷。這種硅烷為小分子結(jié)構(gòu)，施用后會與空氣及暴露在酸性或堿性環(huán)境中的建筑物基底中的水分發(fā)生化學反應，生成羥基團。這些羥基團與建筑物基底結(jié)合，形成斥水處理層。由于堿性環(huán)境（如澆制不久的混凝土）會刺激該反應并加速斥水表面的形成，因此這種產(chǎn)品尤其適用于混凝土的表面防水處理。美國DaytonSuperior公司的J28/29是一種含20%或40%有機硅烷的專利產(chǎn)品，它可滲入混凝土或石材7?10mm，提供真正長期優(yōu)異的防水防候保護。美國高速公路部門及聯(lián)邦高速公路管理局SHRPReport244進行的獨立測試說明，J-28/29可減少混凝土中水及氯離子侵入量達90%以上，水蒸氣透出性優(yōu)異，抗凍融性能優(yōu)異，這樣有效防止混凝土、石材、鋼筋的腐蝕，大大延長混凝土或石質(zhì)結(jié)構(gòu)的預期使用壽命。美國Symons公司的烷氧基烷基硅烷類防水劑可以保護混凝土表面不受水、鹽、污物的影響，滿足NCHRP244測試標準要求，不會改變混凝土外形和抗滑性能。產(chǎn)品之一——Silane100%按NCHRP244系列標準II測試，氯離子降低率為87%，21天后沒有水汽停留。美國ChemicalProductsIndustries,Inc.生產(chǎn)的SW—244是一種含20%硅烷的混凝土防水劑，用于保護建筑物、橋梁、停車場、及其他容易受水滲透影響的混凝土結(jié)構(gòu)，性能超過了NCHRP244要求。按NCHRP244系列標準I測試，氯離子降低率為92.1%，水傳輸率119.1%，吸水率降低85.1%。相對動態(tài)彈性模量96.2（ASTMC-666,控制值為69.0），抗剝落性0（ASTMC-672,50次循環(huán)，控制值為4.0）。按NCHRP244系列標準II測試，氯離子降低率為89.0%，吸水率降低87.0%，吸水率0.2（FederalSpecSSWT10C）。三、應用實例有機硅烷混凝土保護劑已被廣泛應用于各類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別適用于在惡劣環(huán)境中使用的高標號混凝土結(jié)構(gòu)，如海港碼頭，受鹽霧、化冰鹽侵蝕的公路、立交橋、電線桿，污水處理廠的污水沉淀處理池，溫差極大的高原地區(qū)等。我國鹽田港二期集裝箱碼頭及其約4萬平方米護岸工程（在浪濺區(qū)高性能混凝土梁體的側(cè)面和底面上）采用了硅烷養(yǎng)護技術(shù)。硅烷養(yǎng)護技術(shù)作為一種主要的防腐措施，在國外已被廣泛應用于房屋建筑、港口碼頭、公路、橋梁、下水道、供水飲水系統(tǒng)和許多新型的混凝土制品（砌塊磚、黏土磚、路緣石等）。例如：新加坡章宜碼頭（2800混凝土預制板保護）、新加坡丹戎禺懸索橋、柬埔寨Sihanoukville碼頭（由于混凝土內(nèi)的鋼筋受到腐蝕，23000tf的混凝土碼頭已經(jīng)開始退化，經(jīng)過保護后減少了退化，防止了水和鹽分的進一步滲透，據(jù)分析，可以增加10—20年的使用壽命）、澳大利亞西尼歌劇院（巨大的混凝土花瓣部分）、英國SEVERN大橋。美國高速公路協(xié)會把其評價為是提高混凝土耐久性的最好措施。我國在有機硅烷混凝土保護劑出眾的，推薦思康化學。綜上所述，隨著我國建筑防水事業(yè)發(fā)展迅速，防水材料應用