硅烷對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)表面防護(hù)處理探討,建筑工程論文在自然環(huán)境與荷載的長期作用下，橋梁構(gòu)造物的耐久性與病害狀況特別嚴(yán)重，在役的混凝土橋梁鋼筋銹蝕、混凝土開裂的現(xiàn)象特別普遍，黑龍江省由于地理環(huán)境影響，橋梁構(gòu)造耐久性現(xiàn)在狀況比擬嚴(yán)重。硅烷類產(chǎn)品與無機(jī)硅酸鹽材料〔如混凝土、磚、瓦等〕有很好的親和力，進(jìn)而使它牢固地和基材連接起來，并在外表構(gòu)成憎水層，改變這些硅酸鹽材料的外表特性，對(duì)水穩(wěn)定又能起疏水作用，能顯著降低混凝土的吸水性；由于沒有封閉基材的毛細(xì)管通道，混凝土中的水分能夠化為水蒸氣自由蒸發(fā)出去，使基材具有較好的透氣性，使混凝土內(nèi)部保持枯燥；其相對(duì)分子質(zhì)量較小，浸透性強(qiáng)，可在基層內(nèi)2~10mm的毛細(xì)孔內(nèi)壁構(gòu)成一層均勻致密且明顯的立體憎水構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)，使材料外表構(gòu)成永久的保衛(wèi)層，降低有害離子的浸透速度，防止鋼筋銹蝕；其耐紫外線老化能力和耐候性突出，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)構(gòu)造的長期保衛(wèi)。為了防止橋梁構(gòu)造混凝土因雨雪侵蝕和撒布除冰鹽而造成腐蝕毀壞，黑龍江省現(xiàn)已開展采用硅烷外表防護(hù)處理技術(shù)的設(shè)計(jì)與施工工作，例如吉黑高速北安至黑河242.630km路段上的133座橋梁的橋墩全部采用硅烷外表防護(hù)處理技術(shù)。但是當(dāng)前對(duì)硅烷的外表防護(hù)研究還不夠深切進(jìn)入，尤其是怎樣使用硅烷進(jìn)行混凝土構(gòu)造外表防護(hù)處理能夠到達(dá)最優(yōu)的防護(hù)效果，進(jìn)而提高高寒地區(qū)橋梁的耐久性。1試驗(yàn)材料及配合比〔1〕粗骨料：天然粗骨料；細(xì)骨料：天然砂。〔2〕水泥：62.5硅酸鹽水泥，青島山水水泥廠生產(chǎn)的42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，見表1.〔3〕有機(jī)硅：TEGOSIVINHE328,TEGOSIVINHP800,德國ProtectosilMH50有機(jī)硅防水劑，佳程JC-9801硅烷混凝土抗水劑〔北黑高速取樣〕.本實(shí)驗(yàn)分別采用硅烷的外表防水處理和整體防水處理方式方法。華而不實(shí)整體防水處理方式方法使用HE328硅烷乳液，根據(jù)前期研究成果和相關(guān)文獻(xiàn)，硅烷用量采用水泥重量的0.5%,2%和4%,在攪拌混凝土?xí)r直接參加。外表防水處理分別采用硅烷防水劑100g/m2和200g/m2兩種用量，通過一樣混凝土配合比條件下不同用量比擬其防護(hù)效果。為了研究在不同W/C條件下，硅烷外表防護(hù)對(duì)混凝土毛細(xì)吸水性能的影響，本實(shí)驗(yàn)分別采用了兩種水灰比，分別是W/C=0.5,W/C=0.3,詳細(xì)實(shí)驗(yàn)配合比見表2~表4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析〔1〕混凝土外表毛細(xì)吸水。相關(guān)研究分析已經(jīng)表示清楚，在高寒地區(qū)影響混凝土耐久性的各種毀壞經(jīng)過幾乎都與水有密切的關(guān)系，提高混凝土構(gòu)造耐久性的關(guān)鍵是增加混凝土抗浸透能力，降低混凝土外表的毛細(xì)吸水量。只要混凝土外表的毛細(xì)吸水量低，就能夠很好地抵抗水和溶解在水中的侵蝕性介質(zhì)浸入，就能夠改善或提高水泥混凝土的耐久性。當(dāng)混凝土外表與水接觸時(shí)，水將通過混凝土的毛細(xì)吸附作用侵入其內(nèi)部。在不考慮重力影響的情況下，當(dāng)吸水為一維方向進(jìn)行時(shí)，混凝土的吸水量能夠采用與時(shí)間平方根相關(guān)的線性方程來表示，即符合時(shí)間開方定律,如式所示。式中，W為混凝土的單位面積吸水量，g/m2;A為吸水系數(shù)，g〔m2h0.5〕;t為吸水時(shí)間，h.為研究混凝土外表的毛細(xì)吸水性能，參照ISO15148對(duì)其進(jìn)行吸水試驗(yàn)。在混凝土試樣養(yǎng)護(hù)28d后，將試件置于105℃烘箱內(nèi)烘干24h至試件質(zhì)量基本恒定；隨后對(duì)除與水接觸面外的其余4個(gè)側(cè)面全部用樹脂密封，以確保吸水沿一維方向進(jìn)行；將試件放入平底的盛水容器中，底部用墊塊支撐，向容器中倒入水，直到液面高出試件底面〔52〕mm;在規(guī)定的吸收時(shí)間〔0.5、1、2、4、8、24、48、72h〕取出試件，擦拭外表的液態(tài)水后稱量，得到混凝土在不同時(shí)間的吸水量。不同防水處理方式的混凝土隨吸水時(shí)間變化的吸水量曲線如此圖1所示，將相應(yīng)吸水量曲線進(jìn)行線性擬合，得到不同防水處理方式方法的吸水系數(shù)，擬合結(jié)果見表5.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，采用硅烷進(jìn)行防水處理能夠大幅降低混凝土外表的毛細(xì)吸水性能，W/C=0.5的配合比混凝土外表防水處理的下降幅度在80%左右，外表防水處理的效果要優(yōu)于整體防水處理效果。另外，硅烷用量100g/m2和200g/m2的毛細(xì)吸水系數(shù)相差不大，考慮經(jīng)濟(jì)因素，100g/m2的硅烷用量完全能夠知足要求。但是由于該組配合比水灰比過大，孔隙多，導(dǎo)致整體防水效果并不理想，吸水率值并沒有到達(dá)國家規(guī)范要求。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，W/C=0.3配合比混凝土的毛細(xì)吸水系數(shù)小于W/C=0.5配合比混凝土毛的細(xì)吸水系數(shù)，這是由于水灰比越小，混凝土的用水量越少，當(dāng)?shù)竭_(dá)一樣的工作性能時(shí)，用水量少的混凝土愈加密實(shí)，毛細(xì)孔隙少，其毛細(xì)吸水量也減少，這與其他學(xué)者的前期研究成果是一致的。在一樣的配合比條件下，W/C均為0.3時(shí)，膠凝材料用量增大時(shí)，其毛細(xì)吸水量減少。在W/C=0.3使用佳程JC-9801硅烷進(jìn)行外表防護(hù)處理，在用量為100g/m2時(shí)，毛細(xì)吸水分別下降93.3%和94.6%,見圖2.講明該硅烷防水效果良好。〔2〕混凝土氯離子擴(kuò)散性能。混凝土的抗氯離子浸透能力是評(píng)價(jià)混凝土耐久性的重要指標(biāo)。將硅烷外表防護(hù)處理和硅烷整體防水處理后的混凝土樣品，根據(jù)ASTMC1202的規(guī)定進(jìn)行快速氯離子擴(kuò)散試驗(yàn)，根據(jù)在6h試驗(yàn)中通過的電量的多少來評(píng)價(jià)混凝土抵抗氯離子滲入的能力?；炷猎嚇硬捎弥睆?00mm,厚度50mm的混凝土薄片。試樣的側(cè)面采用樹脂覆蓋。首先試樣放入負(fù)壓900mb的真空容器中24h,然后將試樣一端浸入3.0%NaCl溶液，一端浸入0.3mLNaOH溶液，兩端保持60V的電壓，測(cè)試6h,每隔30min記錄一次讀數(shù)。為了觀察氯離子的浸漬深度，測(cè)試后的樣品被劈開，并噴硝酸銀溶液。無色的硝酸銀與氯化鈉反響生成氯化銀，它在光線下很快會(huì)變黑。通過測(cè)試6個(gè)點(diǎn)并取平均值可知氯離子的浸漬深度。不同防水處理方式的混凝土的電通量和氯離子擴(kuò)散系數(shù)如此圖3所示。通過以上結(jié)果，外表防水處理的電通量與氯離子擴(kuò)散系數(shù)性能均優(yōu)于整體防水處理，同時(shí)，200g/m2用量的效果優(yōu)于100g/m2的硅烷用量。3結(jié)束語〔1〕W/C=0.5的混凝土試塊的毛細(xì)吸水大于W/C=0.3的混凝土試塊，一樣配合比的混凝土試塊，膠凝材料用量少的毛細(xì)吸水大于膠凝材料用量多的，當(dāng)采用硅烷外表防護(hù)處理后，毛細(xì)吸水均大幅下降，華而不實(shí)W/C=0.3的混凝土試塊下降幅度更大?！?〕硅烷外表防護(hù)處理中隨著硅烷用量增加，防護(hù)效果也隨之加強(qiáng)，但當(dāng)硅烷用量分別為100g/m2和200g/m2對(duì)于硅烷的防護(hù)效果區(qū)別不大，考慮經(jīng)濟(jì)