改性有機硅防水劑對混凝土耐久性的影響

1、214四川建筑科學研究SichuanBuildingScience第36卷第3期2010年6月改性有機硅防水劑對混凝土耐久性的影響胡延燕，何廷樹，李家輝（西安建筑科技大學，陜西西安710055）摘要：制備了改性有機硅防水劑。將其涂于混凝土的表面，對混凝土耐久性的影響進行研究。結果顯示：在混凝土表面均而且混凝土的質量得到提高；使混凝土氯離子的滲透系數(shù)降低610倍，延長了鋼筋混凝土的勻施涂后的混凝土疏水性優(yōu)異，壽命；碳化深度大幅度降低。關鍵詞：有機硅；耐久性；防水劑中圖分類號：TU528.042.6文獻標識碼：A文章編號：10081933（2010）0321403Influenceofdurabi

2、litytomodifiedorganosiliconwaterproofingagentonconcreteHUYanyan，HETingshu，LIJiahui（Xi'anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi'an710055，China）Abstract：Modifiedorganosiliconwaterproofingagentwasmade.Itispaintedonconcretesurfaceandthenstudiedtheinfluenceofdurabilityonconcrete.Itindicatesifpa

3、intedonthesurfaceofconcrete，ithasexcellenthydrophobicityandcangreatlyimprovethequalityofconcrete，decreasethepenetrabilitycoefficientofchloride610timeslowerthantheonewithoutcoatingtoprotectconcreteandstebbars.，greatlydecreasethedepthofcarbonization.Keywords：organosilicon；durability；waterproofing0前言涂處

4、理。這類有機硅化合物由于帶有反應活性基的硅氧烷，不但能通過活性基團的相互作用形成均勻致密的硅氧烷憎水膜（圖1），還能與硅酸鹽基材中+的羥基反應形成末端帶有SiR基的硅氧烷鏈，這是一種非極性基，有著很強的斥水性。這種斥水性硅氧烷膜具有很低的表面張力，能均勻地分布在多孔的硅酸鹽基材微孔孔壁上，而不是封閉其毛細管通道，使基材表面的水成為小水珠，無法滲入到基材內部。這樣，經有機硅防水劑處理過的基材就具有良好的斥水效應，有效地阻止水分的侵入。又由不妨礙水氣由里向于它沒有封閉基材毛細管通道，外擴散，使得基材具有良好的透氣性。隨著國民經濟的不斷發(fā)展，混凝土的應用越來越廣泛，混凝土的耐久性問題也日益為人們所關

5、注，混凝土的耐久性與抗?jié)B性密切相關1。烷基烷氧基硅烷有機硅防水劑是近年發(fā)展比較迅速的新型有2機硅防水劑，這種防水劑具有兩極構造的結構特性，不僅能夠提高表面混凝土的抗?jié)B性，而且對混凝3-6。土的耐久性也有所提高本文通過對有機硅改性合成一種改性有機硅防通過對混凝土表面進行噴涂處理，在混凝土表水劑，面形成斥水膜層，不僅提高了混凝土的抗?jié)B性，而且提高了混凝土的抗碳化性能，降低了氯離子在混凝土中的滲透性等耐久性，可以提高混凝土的耐久性。1.1改性有機硅防水劑改性有機硅防水劑的作用利用改性有機硅防水劑，對混凝土表面進行噴圖1Fig.1有機硅防水劑在混凝土基材表面的保護結構Theprotectingtext

6、ureofmodifiedorganosiliconwaterproofingagentonthesurfaceofconcrete12-29收稿日期：2008-作者簡介：胡延燕（1980），女，山東陽信人，助教，研究生，研究方向：高性能混凝土?；痦椖浚何靼步ㄖ萍即髮W青年科技基金（QN0737）Email：hulijhb1.2試驗用原材料及配合比1.2.1原材料水泥：陜西秦嶺牌P.O32.5R；卵石：粒徑為520mm（西安灞河）；2010No.3胡延燕，等：改性有機硅防水劑對混凝土耐久性的影響表1混凝土試件氯離子的滲透系數(shù)（56d）215砂：中砂，細度模數(shù)為2.62.9（西安灞河）；改性有

7、機硅防水劑（自制）；水：飲用自來水。1.2.2配合比試驗參考標準為JC4741999。3混凝土的配合比：水泥：310kg/m；砂子：675kg/m3；石子：1246kg/m3；水灰比：0.52。Table1Thepenetrabilitycoeffofchlorideonconcrete（56d）試樣編號JT（12）K/（10m/s）216.823.514試樣編號T（11）T（14）K/（10m2/s）36.811.0142.1試驗結果與分析改性有機硅防水劑對混凝土表面滲透性及疏表1數(shù)據(jù)說明，在混凝土表面均勻施涂兩道改性有機硅防水涂料，可以使混凝土氯離子的滲透系從而大大延長鋼筋表面鈍化膜因數(shù)降

8、低610倍，氯離子的侵入而破壞的時間，顯著提高鋼筋混凝土結構的耐久性。2.3改性有機硅防水劑對混凝土抗碳化能力的影響混凝土的碳化是指混凝土中水泥的空氣中的二水化鋁酸鈣發(fā)生化學氧化碳與水化產物氫氧化鈣、反應生成碳酸鈣的過程。這將導致混凝土中堿度降低和混凝土本身的粉化?；炷恋奶蓟芏喾N因素影響：混凝土的材料、配比、環(huán)境條件如溫度、濕度、7二氧化碳濃度等。將研制的改性有機硅涂料均勻施涂于制作的混2型標準碳化箱內進行碳化試凝土試塊表面，在SJ-水性的影響混凝土屬于親水性材料，水滴滴在混凝土表面會很快鋪展開來，即潤濕邊角小于90°。將14的改性有機硅涂料在混凝土表面施涂兩道，用量約200g/

9、m2，用染色法測定其滲透深度（施涂后24h后測II型涂料耐洗刷測定儀對用TLXY-定）為34mm，混凝土表面洗刷2000次后，在其表面所滴水珠呈“似球狀”，保持7d無變化（即潤濕邊角始終>90°），如圖2所示。圖2Fig.2施涂改性有機硅涂料混凝土試件洗刷2000次前后的水珠效應Theglobuleeffectoftheconcretespecimenswhichwerecoatedmodifiedorganosiliconcoatingandwashed2000times碳化的試驗結果如圖3所示。圖中“J”為未施驗，涂涂料混凝土試件的碳化深度，其碳化28d已達1cm以上；“T

10、”為施涂有機硅涂料混凝土試件的碳化深度，其碳化深度隨涂料與稀釋水的比例增加而增大，碳化28d時僅為2.73.8mm。以上說明，所研制的改性有機硅涂料在混凝土表面的滲透性、粘附性、疏水性優(yōu)異，可以長久、有效阻斷水及有害介質對混凝土的侵蝕，提高耐久性。2.2改性有機硅防水劑對混凝土抗氯離子滲透能力的影響氯鹽腐蝕是沿?；炷两ㄖ锖凸犯g破壞最主要的因素之一。氯鹽既有可能來自外部水、海風、海霧、化冰鹽，也有可能來自于建筑過程中使用的海砂、早強劑、防凍劑等。氯離子進入到混凝土內會與其中的氫氧化鈣、水化鋁酸鈣等起反應，生部，比反應物體積成易溶的氯化鈣和帶有大量結晶水、大幾倍的固相化合物，造成混凝土的膨

11、脹破壞。水和土體等環(huán)境介質中的氯離子侵入混凝土中，通過保護層到達鋼筋表面并逐步富集到一定濃將破壞鋼筋表面的鈍化膜而產生電化學銹蝕。度，PDR型混凝土滲透性電測儀，本文采用NEL-測定了涂與不涂改性有機硅涂料試件的氯離子的滲透系數(shù)，氯離子滲透系數(shù)見表1。圖3Fig.3碳化深度與時間的關系Therelationshipofcarbonizationdepthandage圖3說明，在混凝土表面均勻施涂一層疏水型改性有機硅涂料，可以大幅度降低碳化深度，即延緩混凝土中鋼筋銹蝕的時間，提高結構的耐久性。3好。結語（1）改性有機硅防水劑疏水性優(yōu)異，滲透性良（2）施涂改性有機硅防水劑的混凝土的抗氯離子滲透系數(shù)

12、比未施涂的降低610倍。216四川建筑科學研究1999，13（4）：23-24.及應用，第36卷（3）施涂改性有機硅防水劑的混凝土的28d標準碳化深度比未施涂的減少89mm。綜上所述，在混凝土表面均勻施涂兩道改性有機硅防水劑，不僅可改善混凝土表面質量，同時也能大幅度提高混凝土耐久性，延長混凝土及鋼筋混凝土結構的壽命。參考文獻：1SommerH.馮乃謙，M.北京：等譯.高性能混凝土的耐久性1998：2-4.科學出版社，2劉曉娟，等.有機硅防水處理技術及其在混凝土結構中的應用J.綜述與論壇，2004，（10）：4-10.3肖燕平，J.有機硅材料聶昌頡.有機硅防水劑的制備及應用4ErnstK，Tea

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14、tionalConferenceonSurfaceAedificatioPublishers，TechnologywithWaterRepellentAgents，2001，（2）：57-264.6TaesoonPark.ApplicationofconstructionandbuildingdebrisasJ.JournalofTrans-baseandsubbasematerialsinrigidpavementportationEngineering.Sep/Oct2003.Vol.129，pg.558.7黃潔，李周波，張J.腐蝕松.混凝土結構的耐久性措施2005，3（3）：2129-2

15、132.與防護，櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏櫏（上接第213頁）ACI規(guī)范公根據(jù)以上計算分析結果可以發(fā)現(xiàn)，式和CSA規(guī)范公式最為穩(wěn)健，而舒?zhèn)髦t公式略偏于不安全；Siao公式計算結果與試驗結果較為吻合。ACI規(guī)范公式和CSA規(guī)范公式從設計的角度來講，安全性較高，而Siao公式比較適用于該類構件的數(shù)由于公式中各強度項均為值分析。但是需要注意，圓柱體抗壓強度，用于我國的分析設計時，尚需轉化為立方體抗壓強度。2001，31（5）：3-5，18.2BianchiniAC，WoodsRE，KeslerCE.Effectoffloorconcre

16、teJ.ACIJournal，1960，31（11）.strengthoncolumnstrength3Kayani.LoadtransferfromhighstrengthconcretecolumnsthroughlowerstrengthconcreteslabsD.PhDthesis，UniversityofIllionsaUrbana-Champaign，1992.4SiaoWB.ReinforcedConcretecolumnstrengthatbeam/slabandJ.ACIStructuralJournal，1960，65（1）.columnintersection5舒?zhèn)髦t.

17、多層建筑不等強度混凝土軸心受壓柱承載能力計算J.建筑結構，1997，27（1）：37.6LeeSC，MendisP.Behaviorofhighstrengthconcretecornercol-J.ACIumnsintersectedbyweakerslabswithdifferentthickness2004，101（1）.StructuralJournal，7ACIcommittee31889：BuildingCodeRequirementsforStructur-S.AmericanConcreteInstitute，alConcreteandCommentaryMich，1989.8ACIcommittee31802：BuildingCodeRequirement