GSY新型混凝土有机硅渗透剂的研究与应用.pdf

第五届全国混凝士耐久性学术交流会
200年10月
GSY新型混凝士有机硅渗透剂的研究与应用
吴三余
王浩
(中港三航局科研所上海200032)
摘要本论文主要介绍交通部科技司于1997年9月正式批准下达给三航局科研所的
港口水工建筑物耐久性研究课题一一混凝土表面涂层封闭保护成套技术专题研究,主
要成果之一GSY有机硅渗透剂制造的主要过程,其产品主要性能己达到国际同类产品
水平,其价格为国外同类产品的40%左右,且施工筒便,无毒高效,是港工混凝土构件
防腐蚀、耐老化非常有效的新材料、真有广的应用前景
关词有机硅渗透剂硅烷硅氢院
前言
海工建筑物在海洋盐雾及海水的侵蚀下,钢筋混凝土构件的耐久性受到很大影响,
、板、接点等处易這受破坏,有的码头投入使用三年左右,码头梁板就出现锈斑,细微
裂缝等轻微破坏。连云港、宁波北仑港的码头使用8年左右,承重梁内部钢筋出现大面积
的锈蚀,舟山某军港码头纵、横梁箍出现锈断,因未进行防腐处理而报废。凡此种种,
都是由于码头表面没有经过有效处理而引起的。近十年来,国内开始采用高分子涂层封闭
剂作为砼建筑物保护的有效辅助措施,其耐久性得到延长,但选用的涂层封闭剂一般不丽
紫外线,其使用寿命也较短。目前我国香港地区开始使用有机硅材料,它能滲透到混凝土
内部并进行交联固化,与混凝士一起构筑一道牢固的防水层,但此材料基本上依靠进口,
且价格很贵,在国内难以推广应用
注王浩仁:平湖市联合化学制品有限公司工程师
本课题主要开发性能优良,价格能使国人接受的有机硅滲透封闭材料,莩握并提供
一套全面系统的涂装技术和涂层性能检测技术,通过现场暴露试验积累资料,发现问题,
分析问题,解决问题,以期一次涂后,可延长混凝士建筑物使用寿命10年以上。
1.研究方法
过去,混凝土防护大多采用涂料的涂层保护,但常規涂料都有一个共同的致命弱点
就是它们的耐紫外线差,暴露在大气中易受到空气、水汽、阳光及海洋盐雾的侵蚀,使涂
料中的高分子链断裂而老化,形响涂层的使用年限。混凝土主要成份为SiO2,它具有较强
的极性和吸水性,水通过内部毛细管将有害物质(如Cr,SO42等)帯入混凝土构件内部,
存留在孔隙的内表面。水将成为化学反应和腐蚀的媒介,导致涂层产生“脱壳”,“起泡
丧失涂层的保护作用,使涂层实际使用年限与理论年限有相当大的差距,这是我们需要设
法解决的技术难题。
图外近几年研究出了多种凝土有机硅渗透剂产品?,如异丁基硅烷产品,辛基或
异辛基硅烷产品,在港口码头,公路,桥梁等方面得到成功的应用。我们在研制过程中,
始终以国际先进产品为参照物,进行攻关,充分利用国内的资源,开发研制新型的有机硅
滲透剂产品,其技术性能要达到国外同类产品的性能,经济指标要优于国外产品。
2.GSY有机硅渗透剂的研制
2.1研制过程
港工混凝土的破坏机理:一个原因是混凝土受到大气中二氧化碳的侵蚀,内部碱性下
降,PH值降低,混凝士内部钢筋钝化层减弱:另一个主要原因是海洋大气水位变动区及
浪溅区段海水的氯离子渗透和侵入,直接导致钢筋锈蚀及冻融作用,从而引起混凝土内部
的腐蚀。所以,改善混凝土耐久性通常以提高混凝土本身密实性和呆用外加防护涂层的措
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施,是解决港工混凝土耐久性的有效办法。我们以国外异丁基硅烷产品为主要参照物,研
制新型的有机硅滲透剂,使其性能达到并超过国外同类产品的水平。
为了研制出符合预讧目标的有机硅滲透剂,我们着眼于滲透剂应具有的主要特性,进
行如下实验研究工作:首先采用国内原料合成制备有机硅中间体,进行筛选原料主剂,扩
散助剂,进行配方的研究工作:通过憎水性、滲透性、耐海水性等性能实验进行配方调整。
室内实验选用德国、美国、香港、日本等国渗透剂样品5种,国内有关疏水剂及有机硅中
间体近20种,溶剂,扩展助剂30多种,进行多次合成、配制,筛
选配方150多个,成型试件四批1000多块,最终制得GSY有机硅滲透剂,其主要性能指
标如下:
外观:无色至淡黄色透明液体
固含量(%):50土
粘度(mpas,25℃):<50
密度(25℃):0.89-0.90
2.2性能速试
2.2.1透性实验
我们将研制的GSY有机硅滲透剂与国外同类产品进行了性能对比实验,首先是滲透
性实验,它作为本研究中一项检验滲透剂性能的重要指标,我们选用的试件规格与实验方
法为
试件尺寸:1×5×7cmi
规格(水灰比);0.55
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温度:25℃
相对湿度:77%6
实验方法:刷涂,共2ct,时间间隔15~30分钟。
养护:室内室温放置48小时。
检验方法:将试块一分为二,把其断面浸入甲基兰水溶液中,1分钟后提起,观察断
面颜色变化,若无颜色变化的层面为防水层,其厚度为防水深度,每边取5点,合计20
点求平均值为滲透深度。实验数据列于表一。
表一:滲透深度实验结果
滲透深度(mm)
品种
0.5W/C10.55WC
0.42W/C
0.65W/C「0.75WC
湿面
有机硅环氧渗透剂
0
1.5
2.0
2.5
GSY滲透剂
2.5
4
3.0
5.0
8.0
香港C4滲透剂
2.5
4.0
3.0
5.0
8.0
德园C8滲透削
3.0
5.0
4.0
6.0
9.0
美国C8滲透剂
0
4.0
3.0
5.0
9.0
上海TF滲遷剂
1.0
2.0
1.0
2.0
2.5
杭州H900滲透剂
2.0
1.0
3.0
3.5
注:香港C4滲透剂是异丁基硅氧烷滲透剂,德国C8滲透剂是异辛基硅氧烷滲透剂,美国
C8滲透剂是辛基氧烷滲透剂
结果表明:我们研制的GSY有机硅滲透剂,无论是在干燥的混凝土表面,还是在润
湿的混凝土表面,都具有优异的滲透性能。
2.2.2吸水率实验
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