我国现阶段正处于大规模建设阶段,混凝土和钢筋混凝土是建设中最主要的材料。混凝土常因耐久性不足而影响建筑物的使用寿命。影响混凝土耐久性一个很大因素就是水分的侵入。水分的侵入是混凝土碳化、硫酸盐腐蚀、氯盐对钢筋腐蚀的必要条件。水作为运输载体,把溶于水中的CO2,SO2,SO42+,Cl-带入混凝土中,对混凝土造成腐蚀破坏。同时,水分的侵入使胶结体Ca(OH)2和CSH-gel溶解,严重影响混凝土的耐久性。因此,对混凝土进行防水处理以提高混凝土的抗渗性是提高耐久性的有效方法。
有机硅防水剂是一种理想的防水剂,它不仅有良好的防水性,而且具有良好的耐酸、耐碱、耐高温性,还具有良好的防污性,能防止混凝土土壤化。
1 有机硅防水剂的作用机理
有机硅防水剂是斥水性防水剂。当有机硅防水剂硅基基材表面时,在毛细管的毛细作用下渗入基材内部。有机硅分子与基材中的硅醇基发生脱水反应,在基材表面和毛细孔表面形成定向排列有机硅氧烷水膜。这种增水膜有几个纳米厚,不影响混凝土的外观,能阻止基材毛细管对水的毛细作用,从而阻止了水分的侵入。同时又不堵塞毛细管,使混凝土保持良好的通气性。
2 有机硅防水剂的种类及特点
2.1 水溶性有机硅防水剂
水溶性有机硅防水剂是一种以水为介质,有机挥发物低的环保型防水材料。主要有烷基硅酸盐、烷基硅氧烷硅烷、高沸硅醇盐、聚烷基羟基硅氧烷等。
2.1.1 烷基硅酸盐
烷基硅酸盐包括甲基硅酸钠(钾)、乙基硅酸钠(钾)等。其中,甲基硅酸盐最为普遍使用,它是第一代有机硅防水剂,为无色或淡黄色透明液,呈碱性,pH=12~14,为小分子水溶性聚合物。甲基硅酸盐硅基基材表面与大气中的CO2反应生成甲基硅酸,甲基硅酸中的羟基与硅基基材中羟基产生脱水反应,甲基硅酸中的羟基之间也发生脱水反应形成表面带有烷基的增水膜。此增水膜使水与基材表面和毛细管表面的接触角为100°~130°以上,水分无法渗入。同时又没有堵塞毛细管,水气可以自由出入,使基材保持良好的“呼吸性”。
烷基硅酸盐的憎水性在一定范围内随烷基碳数的增加而增加。乙基硅酸钠7h吸水率仅为甲基硅酸钠的1/14。而烷基中的碳数过大时,吸水率反而有所增加。烷基的碳数增加,增加了增水膜的厚度,从而提高了基材的抗渗性。而当烷基的碳数过大时使烷基硅酸盐的渗透能力降低,和基材结合能力下降,进而造成憎水能力下降。
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