改性有机硅防水剂对混凝土耐久性的影响.pdf
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1、21 4 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 第 3 6卷第3期 2 0 1 0年 6月 改性有机硅防水剂对混凝土耐久性的影响 胡延燕, 何廷树, 李家辉 ( 西安建筑科技大学, 陕西 西安7 1 0 0 5 5 ) 摘要: 制备了改性有机硅防水剂。将其涂于混凝土的表面, 对混凝土耐久性的影响进行研究。结果显示: 在混凝土表面均 匀施涂后的混凝土疏水性优异 , 而且混凝土的质量得到提高; 使混凝土氯离子的渗透系数降低 61 0倍 , 延长了钢筋混凝土的 寿命 ; 碳化深度大幅度降低。 关键词: 有机硅; 耐久性; 防水剂 中
2、图分类号: T U 5 2 8 0 4 2 6 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 8 1 9 3 3 ( 2 0 1 0 0 3 2 1 4 0 3 I n flu e n c e o f d u r a b i l i t y t o mo d i fie d o r g a n o s i l i c o n wa t e r p r o o fin g a g e n t o n c onc r e t e HU Ya n y a n, HE T i n g s h u, L I J i a h u i ( X i a n U n i v e r s i t y o f A r
3、c h i t e c t u r e a n d T e c h n o l o g y , X i a n 7 1 0 0 5 5 , C h i n a ) Ab s t r a c t : Mo d i fi e d o r g a n o s i li c o n wa t e r p r o o fi n g a g e n t w a s ma d e I t i s p a i n t e d o n c o n c r e t e s u r f a c e a n d t h e n s t u d i e d t h e i n f l u e n c e o f d u
4、 r a b i l i t y o n c o n c r e t e I t i n d i c a t e s i f p a i n t e d o n t h e s u r f a c e o f c o n c r e t e , i t h a s e x c e l l e n t h y d mp h o b i c i t y a n d C an g r e a tl y i mp r o v e t h e q u a l i ty o f c o n c r e t e , d e c r e a s e t h e p e n e t r a b i l i t
5、y c o e fl q c i e n t o f c h l o r i d e 61 0 t i me s l o we r t h an t h e o n e w i t h o u t c o a ti n g t o p r o t e c t c o n c r e t e a n d s t e b b a r s , gre a tl y d e c r e a s e the d e p t h o f c a r b o n i z a t i o n Ke y wo r d s o r g a n o s i l i c o n; d u r a b i l i ty
6、; wa t e r p r o o fi n g 0 前言 随着 国民经济的不断发展 , 混凝土的应用越来 越广泛, 混凝土的耐久陛问题也日益为人们所关注, 混凝土的耐久性与抗渗性 密切相关。烷基烷 氧 基硅烷有机硅防水剂是近年发展 比较迅速的新型有 机硅防水剂 J , 这种 防水剂具有两极构造 的结构特 性, 不仅能够提高表面混凝土的抗渗性, 而且对混凝 土的耐久性也有所提高 。 本文通过对有机硅改性合成一种改性有机硅防 水剂 , 通过对混凝土表面进行喷涂处理 , 在混凝土表 面形成斥水膜层 , 不仅提高了混凝土的抗渗性 , 而且 提高了混凝土的抗碳化性能 , 降低了氯离子在混凝 土中的渗
7、透性等耐久性 , 可以提高混凝土的耐久性。 1 改性有机硅防水剂 1 1 改性有机硅防水剂的作用 利用改性有机硅防水剂 , 对混凝 土表面进行喷 收稿 日期 : 2 0 0 8 1 2 - 2 9 作者简介: 胡延燕( 1 9 8 0一 ) , 女, 山东阳信人, 助教, 研究生, 研究方 向 : 高性能混凝土。 基金项 目: 西安建筑科技大学青年科技基金 ( Q N 0 7 3 7 ) Ema i l : h u l h b 1 2 6 c o n 涂处理。这类有机硅化合物由于带有反应活性基的 硅氧烷 , 不但能通过活性基团的相互作用形成均匀 致密的硅氧烷憎水膜 ( 图 1 ) , 还能与硅
8、酸盐基材中 的羟基反应形成末端带有一s i R 基 的硅氧烷链 , 这是一种非极性基 , 有着很强的斥水性。这种斥水 性硅氧烷膜具有很低 的表面张力 , 能均匀地分布在 多孔的硅酸盐基材微孔孔壁上 , 而不是封 闭其毛细 管通道 , 使基材表面的水成为小水珠, 无法渗入到基 材内部 。这样 , 经有机硅防水剂处理过 的基材就具 有 良好的斥水效应 , 有效地阻止水分 的侵入 。又由 于它没有封闭基材毛细管通道 , 不妨碍水气 由里向 外扩散 , 使得基材具有 良好的透气性 。 O IH o H O H O H o I 6 6 O H s i R + 7 , , , 17 7 杠 7 7 6 H
9、 一 r 0 i o i 一 一 s iq i 。o i 一 图 1 有机硅防水剂在混凝土基材表面的保护结构 F i g 1 Th e pr o t e c t i n g t e x t u r e o f mo d i fie d o r g a n o s i l i c o n wa t e r p r o o fi n g a g e n t o n t h e s u r f a c e o f c o n c r e t e 1 2试验用原材料及配合 比 1 2 1 原材料 水泥 : 陕西秦岭牌 P 0 3 2 5 R; 卵石 : 粒径为 52 0 m m( 西安灞河 ) ; 胡
10、延燕 , 等: 改性有机硅防水剂对混凝土耐久性的影响 2 1 5 砂 : 中砂 , 细度模数为 2 6 2 9 ( 西安灞河) ; 改性有机硅防水剂(自制 ) ; 水 : 饮用 自来水 。 1 2 2配合 比 试验参考标准为 J C 4 7 41 9 9 9 。 混凝土 的配合 比: 水 泥 : 3 1 0 k g m ; 砂 子 : 6 7 5 k g m 。 ; 石子: 1 2 4 6 k g m ; 水灰比: 0 5 2 。 2 试验结果与分析 2 1 改性有机硅防水剂对混凝土表面渗透性及疏 水性的影响 混凝土属于亲水性材料 , 水滴滴在混凝土表面 会很快铺展开来 , 即润湿边角小于 9
11、 O 。 。将 1 : 4 的改 性有机硅涂料在混凝土表 面施 涂两道 , 用量 约 2 0 0 g m , 用染色法测定其渗透深度( 施涂后 2 4 h后测 定) 为3 4 m m, 用 T L X Y I I 型涂料耐洗刷测定仪对 混凝土表面洗刷 2 0 0 0次后, 在其表面所滴水珠呈 “ 似球状 ” , 保持 7 d无变化 ( 即润湿边角始终 9 O 。 ) , 如图 2所示。 圈圆圈 图2 施涂改性有机硅涂料混凝土试件洗刷 2 0 0 0次 前后的水珠效应 F i g 2 T he g l o b u l e e ffe c t o f t h e c o n c r e t e s
12、 p e c i m e n s wh i c h we r e c o a t e d mo d i fi ed o r g a no s i l i c o n co a t i ng a nd was he d 20 0 0 time s 以上说 明, 所研制的改性有机硅涂料在混凝土 表面的渗透性 、 粘附性、 疏水性优异 , 可以长久、 有效 阻断水及有害介质对混凝土的侵蚀, 提高耐久性。 2 2 改性有机硅防水剂对混凝土抗氯离子渗透能 力的影响 氯盐腐蚀是沿海 昆 凝土建筑物和公路腐蚀破坏 最主要 的因素之一 。氯盐既有可能来 自外部水 、 海 风 、 海雾 、 化冰盐 , 也有可能
13、来 自于建筑过程中使用 的海砂 、 早强剂、 防冻剂等。氯离子进入到混凝土内 部 , 会与其中的氢氧化钙、 水化铝酸钙等起反应 , 生 成易溶的氯化钙和带有大量结晶水、 比反应物体积 大几倍的固相化合物, 造成混凝土的膨胀破坏。 水和土体等环境介质中的氯离子侵入混凝土 中, 通过保护层到达钢筋表面并逐步富集到一定浓 度, 将破坏钢筋表面的钝化膜而产生电化学锈蚀。 本文采用 N E L P D R型混凝土渗透性电测仪, 测 定 了涂与不涂改性有机硅涂料试件的氯离子的渗透 系数 , 氯离子渗透系数见表 1 。 表 1 混凝土试件氯离子的渗透系数【 5 6 d ) T a b l e 1 Th e
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