改性有机硅涂料对混凝土耐久性的影响.pdf
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1、 、 2 0 1 0年 第 8 期 (总 第 2 5 0 期 ) Nu mb e r 8 i n 2 01 0( To t a l No 25 0 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 原材料及辅助物料 M ATERI AL AND ADM I NI CLE d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 0 8 0 2 5 改性有机硅涂料对混凝土耐久性的影响 张伟 ,史琛 ,项志敏 ,宋学锋 ,李振周 。 ( 1 西安建筑科技大学,陕西 西安 7 1 0 0 0 5 ;2 中铁一局,陕西 西安 7 1 0 0 5 4 ) 摘
2、要: 使用 白行研制的改性有机硅涂料 , 对 C3 0高性能混凝土进行表 面涂层处理 , 并 与未涂层混凝土相 比较 , 系统研究 了改性有机硅 涂层对混凝土耐久性的影响。结果表明: 改性有机硅涂料对混凝土具有良好的渗透性和黏附性, 涂层后的混凝土表面具有较强的疏水性; 与未涂层的混凝土相比, 涂层后的混凝土碳化速度和碳化深度大幅度降低, 抗氯离子渗透及抗冻融破坏能力大幅度提高。 关键词 : 混凝土 ;耐久性 ;表面;改性有机硅涂料 中图分类号 : T U5 2 8 0 4 1 文献标 志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 0 ) 0 8 0 0 7 3
3、0 3 I n f l u en c es o f modi f i e d s i l i c one c oa t i ng on t h e dur a bi l i t y of c onc r e t e ZHANG W e i , S HICh e n , XI ANG Zh i - mi n , SONG Xu e - f e n g , LI Z he n g - z h o u ( 1 X i a n Un i v e r s i t y o f A r c h i t e c t u r e and T e c h n o l o g y , Xi a n 7 1 0 0
4、0 5 , C h i n a ; 2 1 s t B u r e a u o f C h i n a R a i l wa y , X i a n 7 1 0 0 5 4 , C h i n a ) Abs t r a c t : Th e mo d i fie d s i l i c o n e c o a t i n g ma d e b y s e l f wa s u s e d t o h an d l i n g t h e s u r f a c e o fC3 0 HP C, c o m p a r e d t o t h e c o n c r e t e wi t h o
5、 u t c o a t i n g, t h e i n fl u e n c e s o f mo d i fie d s i l i c o n e c o a t i n g o n t h e d u r a b i l i ty of c o n c r e t e we r e s y s t e ma t i c a l l y i n v e s t i g a t e d Th e r e s u l t s s h o w t h a t the mo d i fie d s i l i c o n e h a s g o o d p e n e t r a t i o
6、n a n d a d h e s i o n t o c o n c r e t e t h e s ur f a c e of c o n c r e t e wi t h s i l i c o n e c o a t i n g wa s s t r o n g e r h y d r o ph o bi c : c o mp a r e d t o t h e c o n c ret e w i t h o u t c o a t i n g the v e l o c i ty a n d d e p th o f c a r b o n a ti o n o f t h e c
7、o n c r e te wi t h mo d i fi e d c o a d n g o n s u r f a c e d e c r e a s e , a n d the r e s i s t a n c e s c 0 c h l o r i d e i o n p e n e t r a t i o n an d c y c l e s o f f r e e z i n g a n d t h a wi n g i n c r e a s e o b v i o u s l y Ke y wor ds : c o n c r e t e; d ura b i l i t y
8、; s u r f a c e c o a t i n g; mo d i fi e d s i l i c o n e c o a t i n g 0 引言 混凝土的耐久性通常是指在环境因素作用下混凝土长期 保持其良好使用性能的能力, 环境因素的作用主要包括干湿交 替 、 冻融循环, 以及环境中的水、 气、 酸、 碱、 盐等物质对混凝土 的劣化作用和对钢筋的锈蚀作用。 通常, 这些作用首先发生在 混凝土表层 , 然后以水为载体, 以混凝土中的微细裂缝或毛细 管孔为通道, 由表及里对混凝土进行侵蚀破坏。提高混凝土抵 抗环境有害介质侵蚀能力的有效方法之一就是对混凝土进行 防水处理, 一是通过添加
9、外加剂和矿物掺合料配制高性能混凝 土, 提高整体混凝土质量, 从而增大其抵抗有害介质侵蚀的能 力, 但这种方法对既有混凝土结构无法实施 , 对体积较大的混 凝土也不经济, 同时, 无法克服实际混凝土建( 构) 筑物不可避 免地存在的微细裂缝对其耐久性的影响; 另一种方法是对混凝 土结构进行表面涂层处理 , 它不仅能有效提高混凝土结构表层 的防水性能 , 防止混凝土结构微细裂缝的危害, 提高混凝土抵 抗有害物质侵入的能力, 而且 比较方便、 经济 , 特别是对体积较 大的海工混凝土及桥梁混凝土工程_ 】卅。 混凝土表面涂层材料很多, 如环氧树脂 、 聚合物水泥基防水 涂料、 改性沥青 、 有机硅
10、烷等 , 而各种有机硅及其改性产品, 由 于其对混凝土具有良好的渗透性和黏附性, 并且涂刷后混凝土 表面具有很好的疏水性, 能有效提高混凝土抵抗有害介质的侵 入能力, 同时涂刷后不改变混凝土表面颜色, 而且可提高混凝士 的观感质量 , 所以被广泛用于 昆 凝土的表层处理, 以提高混凝土 的耐久性能, 特别是用于清水混凝土的表层防水处理6 - 8 。 采用 6 t 行研制的水溶性改性有机硅涂料 , 将其稀释成不同 浓度的水溶液, 用于涂刷所配制的 C 3 0高性能混凝土表层 , 系统 研究了改性有机硅涂料对混凝土的抗碳化 、 抗氯离子渗透和抗 冻融循 环等性能 的影 响。 1试 验 1 1 原材
11、料 试验用湖南华新水泥集团公司的华新牌 P O 4 2 5级水泥; 湖北汉川电厂的 I 级粉煤灰; 山西黄腾外加剂厂的 H T HP C聚 羧酸高效减水剂( 固含量 2 5 3 ) ; 湖南洞庭湖的中砂, 细度模数 4 = 2 6 7 ; 羊楼建材公司的 5 - 3 1 5 r n lT l 碎石; 自行研制的疏水性 改性有机硅涂料 , 淡 黄色溶液 。 1 。 2方 法 采用上述原材料配制 C 3 0 混凝土, 所用配合比、 拌合物坍 落度及标养 2 8 d混凝土的抗压强度如表 1 所示。 1 2 1 碳化试验 依据 G B J 8 2 8 5标准, 用 S J 2型标准碳化箱, 研究表面施
12、 表 1 混凝土配合比及其性 能 收稿 日期 :2 0 1 0 - 0 3 1 6 7 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 涂改性有机硅无色涂料对混凝土碳化的影响。 试验采用 1 0 0 mmx l 0 0 mmx 1 0 0 m lq 立方体试件, 在标准条件下养护 2 6 d后, 取出 试件擦干表面吸附水, 放人 6 0烘箱中烘 4 8 h , 冷却至室温。 将所研制的改性有机硅涂料稀释成不 同浓度 的溶液 , 然后在混 凝土试件表面均匀施涂两次相应浓度的有机硅涂料 , 总用量约 为 2 0 0 g m , 两次间隔时间 1 2 h , 待第二次施涂完 1
13、2 h后 , 将试 件放入碳化箱中进行碳化试验。碳化箱中C O 浓度为( 2 0 + 3 ) , 相对湿度约( 7 0 + 5 ) , 温度( 2 0 -+ 5 )。 碳化达到相应龄期后, 取 出试件, 沿中问将其劈成两半 , 在断面上喷涂 1 酚酞溶液, 不 能显红色的边缘部分 即为 已碳化部分。 1 2 2 氯离子渗透性试验 依据铁建设 2 0 0 5 】 1 6 0号行业标准 , 用 N E L P DR混凝土 渗透性电测仪, 研究表面施涂改性有机硅涂料对混凝土抗氯离 子渗透性的影响。试验所用试件的制作方法是: 首先制得标准 养护 5 5 d的 1 5 0 minx 1 5 0 mmx
14、1 5 0 m m立方体试件 , 然后于其 中心部位钻取 1 0 0 mm芯样, 再将芯样两头切去 5 0 r n m, 即得 1 0 0 mmx 5 0 mm的抗渗试验用圆柱体试件, 最后在圆柱体试件 表面施涂两次改性有机硅涂料, 施涂方法同碳化试验 , 施涂及 干燥时间 1 d , 则 5 6 d龄期开始进行氯离子渗透性试验。 1 2 3 抗冻融性能试验 依据 G B J 8 2 8 5标准 , 采用慢 冻法 , 研究表面施涂改性有 机硅无色涂料对混凝土抗冻融性能的影响。 试验用 1 0 0 mmx 1 0 0 mmx l 0 0 mm立方体试件, 在标准条件下养护 2 8 d后, 取出
15、试件擦干表面吸附水, 并在室内环境下干燥 2 4 h , 然后在其表 面施涂两次改性有机硅涂料 , 施涂方法同碳化试验。 施涂完涂 料 1 2 h后 , 将试件放人 1 5 2 0水 中浸泡 4d , 然后进行冻融循 环试验 。 2 结果 与分析 2 1 改性有机硅涂料对混凝土表面疏水性的影响 混凝土是典型的亲水性材料, 水滴滴在混凝土表面会很快 铺展开来, 并沿着微细裂缝和毛细管孔渗入到内部。 笔者所开 发的改性有机硅涂料, 水溶性好, 涂刷在混凝土表面 2 4h后, 其 渗透深度达 3 mm。 待涂层干燥后, 混凝土表面具有良好的疏 水性, 水珠效应非常明显。 为了验证所研制的改性有机硅涂
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