硅烷对混凝土结构表面防护处理探讨--x

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硅烷对混凝土结构表面防护处理探讨

在自然环境与荷载的长期作用下，桥梁结构物的耐久性与病害状况十分严重，在役的混凝土桥

梁钢筋锈蚀、混凝土开裂的现象十分普遍，黑龙江省由于地理环境影响，桥梁结构耐久性现状

比较严重。硅烷类产品与无机硅酸盐材料（如混凝土、砖、瓦等）有很好的亲和力，从而使它

牢固地和基材连接起来，并在表面形成憎水层，改变这些硅酸盐材料的表面特性，对水稳定又

能起疏水作用，能显著降低混凝土的吸水性；由于没有封闭基材的毛细管通道，混凝土中的水

分可以化为水蒸气自由蒸发出去，使基材具有较好的透气性，使混凝土内部保持干燥；其相对

分子质量较小，渗透性强，可在基层内 2 ~10 mm 的毛细孔内壁形成一层均匀致密且明显的立

体憎水结构网络，使材料表面形成永久的保护层，降低有害离子的渗透速度，防止钢筋锈蚀；

其耐紫外线老化能力和耐候性突出，可以实现对结构的长期保护。

为了防止桥梁结构混凝土因雨雪侵蚀和撒布除冰盐而造成腐蚀破坏，黑龙江省现已开展采用硅

烷表面防护处理技术的设计与施工工作，例如吉黑高速北安至黑河 242. 630km 路段上的 133 座

桥梁的桥墩全部采用硅烷表面防护处理技术。但是目前对硅烷的表面防护研究还不够深入，尤

其是如何使用硅烷进行混凝土结构表面防护处理能够达到最优的防护效果，从而提高高寒地区

桥梁的耐久性。

1 试验材料及配合比

（1 ）粗骨料：天然粗骨料；细骨料：天然砂。

（2 ）水泥： 62. 5 硅酸盐水泥，青岛山水水泥厂生产的 42. 5 级普通硅酸盐水泥，见表1.

（3 ）有机硅： TEGOSIVIN ? HE 328,TEGOSIVIN ?HP 800, 德国 Protectosil MH50 有机硅防水

剂，佳程 JC - 9801 硅烷混凝土抗水剂（北黑高速取样）.

本实验分别采用硅烷的表面防水处理和整体防水处理方法。其中整体防水处理方法使用 HE

328 硅烷乳液，根据前期研究成果和相关文献，硅烷用量采用水泥重量的 0. 5% ,2% 和4% ,在

搅拌混凝土时直接加入。表面防水处理分别采用硅烷防水剂100g/m2 和200g/m2 两种用量，通

过相同混凝土配合比条件下不同用量比较其防护效果。为了研究在不同W/C 条件下，硅烷表

面防护对混凝土毛细吸水性能的影响，本实验分别采用了两种水灰比，分别是W/C =0. 5,W / C

= 0. 3, 具体实验配合比见表2 ~ 表4.

2 实验结果与分析

（1 ）混凝土表面毛细吸水。相关研究分析已经表明，在高寒地区影响混凝土耐久性的各种破

坏过程几乎都与水有密切的关系，提高混凝土结构耐久性的关键是增加混凝土抗渗透能力，降

低混凝土表面的毛细吸水量。只要混凝土表面的毛细吸水量低，就可以很好地抵抗水和溶解在

水中的侵蚀性介质浸入，就可以改善或提高水泥混凝土的耐久性。

当混凝土表面与水接触时，水将通过混凝土的毛细吸附作用侵入其内部。在不考虑重力影响的

情况下，当吸水为一维方向进行时，混凝土的吸水量可以采用与时间平方根相关的线性方程来

“ ”表示，即符合时间开方定律,如式所示。

式中，ΔW 为混凝土的单位面积吸水量，g/m2; A 为吸水系数，g（m2·h0. 5 ）; t 为吸水时

间，h.

为研究混凝土表面的毛细吸水性能，参照 ISO 15148 对其进行吸水试验。在混凝土试样养护

28d 后，将试件置于105℃ 烘箱内烘干24h 至试件质量基本恒定；随后对除与水接触面外的其

余4 个侧面全部用树脂密封，以确保吸水沿一维方向进行；将试件放入平底的盛水容器中，底

部用垫块支撑，向容器中倒入水，直到液面高出试件底面（5 ±2 ）mm; 在规定的吸收时间（0.

5、1、2、4、8、24、48、72 h ）取出试件，擦拭表面的液态水后称量，得到混凝土在不同时

间的吸水量。

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摘要：

硅烷对混凝土结构表面防护处理探讨在自然环境与荷载的长期作用下，桥梁结构物的耐久性与病害状况十分严重，在役的混凝土桥梁钢筋锈蚀、混凝土开裂的现象十分普遍，黑龙江省由于地理环境影响，桥梁结构耐久性现状比较严重。硅烷类产品与无机硅酸盐材料（如混凝土、砖、瓦等）有很好的亲和力，从而使它牢固地和基材连接起来，并在表面形成憎水层，改变这些硅酸盐材料的表面特性，对水稳定又能起疏水作用，能显著降低混凝土的吸水性；由于没有封闭基材的毛细管通道，混凝土中的水分可以化为水蒸气自由蒸发出去，使基材具有较好的透气性，使混凝土内部保持干燥；其相对分子质量较小，渗透性强，可在基层内2~10mm的毛细孔内壁形成一层均匀致密且...

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