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张明等:有机硅會量对混凝土抗渗性能的影响
有机硅含量对混凝士抗渗性能的影响
张明,李春宝,肖光辉
(中国石油大学惰运与建筑工程学院土木工程系,山东青岛266580)
【摘要】将不同比例的有机硅掺杂到水泥混凝土中,得到了有机硅聚合物的改性混凝土,并从抗氯离子渗
透能力以及吸水性等方面,来分析有机硅含量对混凝土抗渗性能的形响。研究结果表明:当有机硅含量达到水泥
用量的7%时,表现出最佳的抗氯离子渗透性能以及较低吸水率;当用量超过7%时,其性能开始下降。可见,虽然
有机硅聚合物能够改善混凝土的抗渗性能,但其含量并不是越多越好,而是存在一个较佳值。这一研究结果对于
有机硅改性混凝土在实际应用中提供技术参考。
【关键词】有机硅;混凝土;抗氯离子滲透;吸水性
【中图分类号】TU528.042.6
文献标识码】B【文章编号】1001-6864(2013)09-0001-02
混凝土耐久性与抗渗透性是衡量混凝土质量的重要指
文中采用碎石、砂、水泥、有机硅进行制备试样,其中碎
标,直接关系到建筑物的使用寿命]。有机硅聚合物的出石的平均粒径为20mm,砂的细度模数为2.5,中砂;水泥为
现,能够显著提高混凝土的疏水性能、抗氯离子渗透性能及32,5普通硅酸盐,有机硅为含氧基的硅烷偶联剂,A-187。各
抗冻融能力,继而显著改善混凝土的综合性能“。但是当成分比例为:水泥:砂*碎石:水石=30:6501254:160,有机硅含
前对于有机硅材料改善混凝土性能的研究中,主要是将有量分别为水泥用量的1%3%5%、7%及9%,如表1所示
机硅材料作为一种涂层,通过相应的涂层技术或者浸渍方
式将其覆盖在混凝土表面,以达到对混凝土的防护目
表1
混凝土的各成分比例
的(6,而对于将有机硅材料掺杂在混凝土中的研究比较
混凝土试样编号有机硅水泥砂碎石水
少。文中通过将不同比例的有机硅掺杂在水泥中,制备出
3.2(1%)3206501264161
有机硅含量不同的有机硅改性混凝土,并对其抗氯离子渗
9.6(3%)3206501264161
透性能以及硫水能力进行了研究。
(5%)320650
161
作用机理
ABCDE
22.4(7%)3206501264161
由于混凝土中存在一定数量的活性羟基,导致其成为
28.8(9%)3206501264161
一种亲水材料。而有机硅聚合物具有低表面能和较高的抗
0
3206501264
161
氧化性等优点,使其具有良好的疏水性,且有机硅材料与混
凝土具有极强的化学亲和力,所以能够改变混凝土的表面2.2后续性能测试方法
特性。原因是具有活性烷氧基的硅烷可依靠其中的活性基
(1)抗氯离子渗透实验。将制备好的有机硅混凝土
团形成网状硅氧烷膜,而这种硅氧烷膜的表面张力很低,可试样及不含有机硅的混凝土试样置于3%的NaCl溶液中,
以均匀分布在多孔的混凝士试件的微孔壁上,不会堵塞毛时间为28d;实验完毕后,将试样取出,将其进行切割、磨粉。
细管通道°,由于水在这些微孔壁的接触角超过了1009,、将切割成小尺寸的混凝土试样放入干燥箱中烘干,温度为
使得这些水滴在毛细管壁上变成细小的水珠,从而导致水60°C,持续时间为24h,然后在球磨机上将小试样磨成粉
滴不能渗透到混凝土内部,且这种网状结构能够对混凝土状,采用离子色谱仪对粉末中的氯离子进行测定
中的空隙进行填充,因此它表现出优异的疏水性能。所以
2)吸收率试验。将各试样至于水中,在一定的时间
在混凝土中掺杂一定含量的有机硅聚合物就具有优良的疏内取出试样,用棉花将试样表面的水擦干净,随后对试样进
水性能,能够阻碍水分的渗透,加上其不会封闭混凝土微孔行重量测试,得到混凝土在不同的时间内的吸收量在此基
壁上的毛细管通道,因此不会阻碍水气向外扩散,最终使基础上计算出混凝土的吸收率。
材表现出具有的透水性能。在混凝土中掺杂一定数量的有
(3)电通量试验。将各混凝土试样放在2个电解曹
机硅聚合物,能够显著降低水分的渗入量,同时也阻碍了诸内,然后通电,电压为60V,每隔5~20min测量1次试样的
如Cl以及硫酸根离子等离子的渗入;另外,由于有机硅材电流值。试验持续360min,根据电流-时间的曲线来换算
料与混凝土相互作用时产生了稳定的化学物理键,能够抑累计电通量。
制裂纹的萌生和扩展,从而起到保护混凝土的目的,延长它3结果与分析
的使用寿命。
(1)吸水率结果分析。图1所示的是有机硅含量不
2实验与方法
同的混凝土试样在不同的时间内的吸水率。从图中可知
2.1原材料的制备及比例
不含有机硅聚合物的混凝土试样F在7h的吸水率最高,约
低温建筑技术
2013年第9期(总第183期
为2250g/m2,而掺杂一定含量有机硅的混凝土,其吸水率混凝土。原因归咎于有机硅材料具有较低的表面张力,使
明显下降,且随着有机硅聚合物含量的增加,其吸水率先下其具有较好的疏水效应,将有机硅材料掺杂到混凝土后,使
降后增加,当有机硅含量达到7%时,在浸泡时间为8h时,含有有机硅的混凝土试样的疏水性能得到提高,最终显著
其吸水率最低,约为275g/m2,而有机硅含量为9%时,其吸改善了有机硅混凝土的抗渗性能,当有机硅含量达到9%
水率又开始上升,约为450g/m2。可见,掺杂有机硅材料的时,可能由于其与水泥反应不充分,将混凝土试样的微孔壁
混凝土在相同时间内的吸水率要显著低于未掺杂有机硅的上的部分毛细管通道堵塞了,影响了它的透水性能。
2400
1.8
220
21
1600
1
祗12009に
1.0
长
0.8
100
60
400
051015202530
50100150200250300350400
时间h
深度/m
时间/min
图1混凝土试样吸水率测试结果
图2混凝土试样的氯离子渗透曲线
图3有机硅含量不同试样电通最测试结果
(2)抗氯离子渗透性能分析。图2是有机硅含量不土的疏水作用,继而降低混凝土的吸水性能,降低氯离子的
同的混凝土试样的试验结果。从图中可知,掺杂一定比例渗透深度,其电流强度显著降低。综上所述,适当含量的有
的有机硅聚合物的混凝土中所含的氯离子量要显著低于普机硅聚合物能够显改善混凝土的抗渗性能,但是其含量并
通混凝土,且随有机硅聚合物含量的增加,其氯离子渗透深不是越多越好,而是存在一个最佳值。
度先减小后增大。不含有机硅材料的混凝土试样,在漫泡
28d后,其氯离子的滲透深度达到20mm,当有机硅含量为
7%时,氯离子的渗透深度减小到4mm,而当有机硅含量增
疹考文献
加到9%时,其氯离子的渗透深度又开始增加,约为6mm。[1]陈建良,倪竹痺?强化处理改普再生骨料混凝土性能试验
这归咎于氯离子的渗透需要以水作为载体才能实现的。从
.低温建筑技术,2011,(2):14-16.
前面的吸水率测量结果可知,在混凝土中摻杂一定比例的[2】郭平功,魏勇?掺有机硅防水剂混凝土抗C侵蚀的研究
有机硅可显著降低混凝土吸水性,提高防水抗渗性,而当有
].低温建筑技术,2011,(4):21-22.
机硅含量超过7%,由于影响了微孔壁上的毛细管通道的透
3]丁,唐关红