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我國現(xiàn)階段正處于大規(guī)模建設(shè)階段,混凝土和鋼筋混凝土是建設(shè)中最主要的材料?；炷脸Ｒ蚰途眯圆蛔愣绊懡ㄖ锏氖褂脡勖?。影響混凝土耐久性一個很大因素就是水分的侵入。水分的侵入是混凝土碳化、硫酸鹽腐蝕、氯鹽對鋼筋腐蝕的必要條件。水作為運輸載體,把溶于水中的CO2,SO2,SO42+,Cl-帶入混凝土中,對混凝土造成腐蝕破壞。同時,水分的侵入使膠結(jié)體Ca(OH)2和CSH-gel溶解,嚴重影響混凝土的耐久性。因此,對混凝土進行防水處理以提高混凝土的抗?jié)B性是提高耐久性的有效方法。

有機硅防水劑是一種理想的防水劑,它不僅有良好的防水性,而且具有良好的耐酸、耐堿、耐高溫性,還具有良好的防污性,能防止混凝土土壤化。

1 有機硅防水劑的作用機理

有機硅防水劑是斥水性防水劑。當(dāng)有機硅防水劑硅基基材表面時,在毛細管的毛細作用下滲入基材內(nèi)部。有機硅分子與基材中的硅醇基發(fā)生脫水反應(yīng),在基材表面和毛細孔表面形成定向排列有機硅氧烷水膜。這種增水膜有幾個納米厚,不影響混凝土的外觀,能阻止基材毛細管對水的毛細作用,從而阻止了水分的侵入。同時又不堵塞毛細管,使混凝土保持良好的通氣性。

2 有機硅防水劑的種類及特點

2.1 水溶性有機硅防水劑

水溶性有機硅防水劑是一種以水為介質(zhì),有機揮發(fā)物低的環(huán)保型防水材料。主要有烷基硅酸鹽、烷基硅氧烷硅烷、高沸硅醇鹽、聚烷基羥基硅氧烷等。

2.1.1 烷基硅酸鹽

烷基硅酸鹽包括甲基硅酸鈉(鉀)、乙基硅酸鈉(鉀)等。其中,甲基硅酸鹽最為普遍使用,它是第一代有機硅防水劑,為無色或淡黃色透明液,呈堿性,pH=12~14,為小分子水溶性聚合物。甲基硅酸鹽硅基基材表面與大氣中的CO2反應(yīng)生成甲基硅酸,甲基硅酸中的羥基與硅基基材中羥基產(chǎn)生脫水反應(yīng),甲基硅酸中的羥基之間也發(fā)生脫水反應(yīng)形成表面帶有烷基的增水膜。此增水膜使水與基材表面和毛細管表面的接觸角為100°~130°以上,水分無法滲入。同時又沒有堵塞毛細管,水氣可以自由出入,使基材保持良好的“呼吸性”。

烷基硅酸鹽的憎水性在一定范圍內(nèi)隨烷基碳數(shù)的增加而增加。乙基硅酸鈉7h吸水率僅為甲基硅酸鈉的1/14。而烷基中的碳數(shù)過大時,吸水率反而有所增加。烷基的碳數(shù)增加,增加了增水膜的厚度,從而提高了基材的抗?jié)B性。而當(dāng)烷基的碳數(shù)過大時使烷基硅酸鹽的滲透能力降低,和基材結(jié)合能力下降,進而造成憎水能力下降。