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暴雨侵蚀?有了这件“衣服”再也不用害怕【卡本科技】硅烷浸渍剂

卡本材料

2020-08-07

6月25日晚间22:40开始,我市中心城区迎来短时强降雨,截至26日2:30,中心城区平均降雨量为24.34mm,按12小时降雨标准计算达到大到暴雨级别。

雨水潮湿环境是造成钢筋混凝土结构老化的重要因素,我国的基础设施建设规模已经达到全世界的30%-40%,混凝土结构耐久性已经是关系我国建筑行业长期稳定发展的重要问题,提高混凝土建筑结构的使用寿命是节约资源的重要途径。

腐蚀/原因

水是影响混凝土耐久性和建筑使用寿命的重要因素,尤其是在混凝土结构的各种劣化作用(冻融、碳化、化学侵蚀、碱-骨料反应、钢筋锈蚀等)中,水更是不可或缺的必要条件和大多数失效机理与模型的控制因素。

液态水是众多混凝土破坏因素的载体

受潮湿环境的物理、化学、生物侵蚀作用,从而导致混凝土结构劣化和建筑结构使用寿命缩短。

防腐/措施

如何提高混凝土耐久性一直是提高基建寿命的重大难题。大量事实证明,只有做到防止水的进入,混凝土结构的病害,包括钢筋锈蚀,碱骨料反应和冻融循环破坏才可能不会发生。

硅烷的防水机理在学术界已达成共识。首先硅烷在碱性物质激发下与混凝土中的水分发生水解反应生成带有3个羟基的活性硅醇,还可与邻近的硅醇分子起交联反应;然后,硅醇在混凝土及其毛细管孔隙的表面与羟基(来源于水泥中所含硅酸三钙和硅酸二钙不断水化时产生的氢氧化钙)反应,形成不稳定的硅醇键,从而以化学键合方式相连,在混凝土表面和毛细管孔隙表面上形成憎水性的反应层,并起到一定的防水作用。

硅烷是一种性能优异的渗透型浸渍剂,具有小分子结构,深层渗透混凝土毛细孔壁与水化的水泥发生反应形成聚硅氧烷互穿网络结构,通过牢固的化学键合反应,赋予混凝土表面的微观结构长期的憎水性,并保持呼吸透气功能,大力降低了水和有害氯离子等的侵入,确保混凝土结构免受腐蚀。

硅烷/性能

硅烷浸渍防水处理后混凝土表面生成憎水层,硅烷分子渗进混凝土孔隙中,并在孔内壁上形成一层憎水膜层,从而使得混凝土基材形成了远低于水的表面张力。未经过硅烷处理的混凝土表面亲水性强,水滴可以在其表面弥散开来,形成较大的接触角;而经过硅烷浸渍处理的混凝土表面形成了憎水层,在其表面可形成“滚珠”效应。

更为重要的是,硅烷没有堵塞混凝土中的毛细孔,基材的透气性得以继续保持,这样既起到防水的功效,又可以保持混凝土结构的“呼吸”功能,为混凝土结构提供长期持久的保护,提高建筑物的使用寿命。

荷叶/效应

“荷叶效果”就是指水在基面上能产生荷叶一样的效果,即水珠滚动。荷叶效果最容易观察,但不能完全作为衡量硅烷性能的标准。

主要原因是:

一、荷叶效果是否明显的直接影响因素是基面的界面张力,分子链的长短、疏水基团的结构、基面粗糙度等均会影响荷叶效果。

二、防水和疏水完全是两个概念。疏水是表观接触角CA>90°。防水是阻挡水侵蚀的能力。

衡量/标准

1)浸渍深度:即硅烷浸渍涂料深入混凝土的有效深度。

2)吸水率:是硅烷防水性能最权威衡量标准。具体指在一定温度下把在水中浸泡一定时间所增加的重量百分率。

3)氯化物吸收量降低效果:衡量的是硅烷浸渍涂料的抗氯离子侵蚀能力。

以上三个指标是衡量硅烷浸渍涂料施工后效果的最基本、最重要的三个指标。在JTJ275-2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》、CCES 01-2004 《混凝土结构耐久性设计与施工指南》、JTS153-2015《水运工程结构耐久性设计标准》中都有明确规定。

结语

硅烷浸渍涂料是一种有效提高混凝土结构防水、防护功能,延长混凝土工程使用寿命的新技术,具有广阔的应用前景。