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        混凝土硅烷膏體浸漬劑甄別方法研究

        2015-05-09 02:20:58李卿徐健巖徐浩
        新型建筑材料 2015年3期
        關(guān)鍵詞:瓦克膏體市售

        李卿,徐健巖,徐浩

        [瓦克化學(xué)(中國)有限公司,上海 200233]

        0 引言

        混凝土以其優(yōu)異的性能已被廣泛用于基礎(chǔ)建設(shè)和民用建設(shè)等工程中[1]。然而,混凝土結(jié)構(gòu)易受外界環(huán)境影響破壞,如海水腐蝕、凍融循環(huán)破壞、鹽類腐蝕、酸雨腐蝕、霉菌和微生物滋生等[2]。防止外界有害因素對混凝土的侵蝕尤為重要。硅烷浸漬作為混凝土常用的防護方法可有效降低外界侵蝕物質(zhì)對混凝土的破壞,被廣泛應(yīng)用于橋梁、港口、碼頭、市政和民用建筑混凝土保護,相對于其它外防護措施,是一種簡便、經(jīng)濟、長效的混凝土保護措施。

        目前,硅烷浸漬保護主要采用硅烷膏體和硅烷液體[3]。然而在實際施工過程中,低黏度的硅烷液體容易流掛造成活性組分的損失,實際用量增大,且不利于頂部及側(cè)面施工。硅烷膏體浸漬劑不僅擁有硅烷浸漬劑所共有的性能,同時由于其具有良好的觸變性,特別適用于頂部及側(cè)面施工。此外,硅烷膏體在混凝土表面的接觸時間較長,活性硅烷得以被充分滲透吸收,可避免硅烷液體產(chǎn)品流掛損失所造成的浪費。10多年來,硅烷膏體浸漬劑以其優(yōu)異的性能及施工便利性已被成功應(yīng)用在諸多大型重點工程中。

        本文就硅烷膏體浸漬劑的外觀性能、儲存穩(wěn)定性、應(yīng)用涂覆性能展開討論與研究,旨在尋找較為簡便有效的方法區(qū)分硅烷膏體,并對混凝土保護工程中硅烷膏體浸漬劑的選用起一定的指導(dǎo)意義。

        1 試驗樣品及主要設(shè)備

        1.1 試驗樣品

        瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C、市售硅烷膏體、市售高黏度乳液、瓦克有機硅乳液SILRES BS 4004。

        1.2 主要儀器設(shè)備及材料

        質(zhì)構(gòu)儀 TA.XTPlus、坍落度筒 Φ3 cm×5 cm、400 mm×200 mm×20 mm自流平混凝土塊、羊毛刷、羊毛輥。

        2 試驗內(nèi)容及方法

        2.1 硅烷膏體質(zhì)構(gòu)儀分析測試

        為表征硅烷膏體的外觀,通過使用質(zhì)構(gòu)儀測試硅烷膏體的穿透力和粘附力(見圖1)。首先設(shè)置質(zhì)構(gòu)儀合適的參數(shù),將硅烷膏體均勻加滿到容器中,并攪拌均勻、振搗至筒內(nèi)無空隙,將容器口試樣刮平,使用預(yù)先設(shè)置的質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)及程序,進行質(zhì)構(gòu)儀分析測試,并分析圖譜中穿透力和粘附力變化趨勢。

        圖1 質(zhì)構(gòu)儀TA.XTPLUS裝置

        2.2 硅烷膏體坍落度和擴展度測試

        雖然采用質(zhì)構(gòu)儀測試可有效區(qū)分膏體和乳液,但具體操作和實施較為復(fù)雜,故本試驗同時嘗試通過坍落度和擴展度的測試來簡便有效區(qū)分硅烷膏體。首先將內(nèi)徑3 cm、高5 cm的坍落度筒放置于表面平整的玻璃板,并將測試樣品均勻加入至坍落度筒中,直至填充完全并攪勻、振搗5次至筒內(nèi)無空隙,然后將坍落度筒口試樣刮平。測試開始后,將坍落度筒在3 s內(nèi)勻速提起,任筒內(nèi)試樣因自重在玻璃板表面自由坍落。

        在規(guī)定的測試時間內(nèi),觀察、測量試樣規(guī)則圓形的豎直方向和水平方向數(shù)值為擴展度、測量坍落度筒與試樣最頂部的下坍距離為坍落度。試驗平行測試3次,取其平均值作為測試結(jié)果。

        2.3 硅烷膏體儲存穩(wěn)定性測試

        采用室溫儲存及熱儲存2種方法測試硅烷膏體儲存穩(wěn)定性,觀察儲存后硅烷膏體產(chǎn)品的外觀及其變化,進行硅烷膏體穩(wěn)定性的測試。

        室溫儲存穩(wěn)定性:取10 ml樣品2份置于帶塞的試管中,室溫密封12周,觀察其分層、飄油及沉淀的情況。

        熱儲存穩(wěn)定性:取10 ml樣品2份置于帶塞的試管中,于45℃烘箱中放置14 d,觀察其分層、飄油及沉淀的情況[4]。

        2.4 硅烷膏體涂覆性能測試

        為進一步分析在工程實踐應(yīng)用中硅烷膏體的可操作性,試驗分別使用羊毛刷和羊毛輥,將硅烷膏體以300 g/m2的用量,均勻涂覆至混凝土塊表面,觀察試驗過程中硅烷膏體的施工性能、滲透性、干燥速度、涂覆后外觀等。

        3 試驗結(jié)果及討論

        3.1 硅烷膏體外觀性能

        從產(chǎn)品外觀上觀察,瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C為白色膏體,是具有觸變性、不流淌的產(chǎn)品;而市售硅烷膏體外觀為乳白色,其產(chǎn)品狀態(tài)介于高黏度乳液與膏體之間,且刺激性氣味較大。

        3.2 硅烷膏體質(zhì)構(gòu)儀分析(見圖2)

        圖2 質(zhì)構(gòu)儀測試的圖譜

        由圖2可見,瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C的譜線圖近似正弦曲線,波峰波谷明顯,呈現(xiàn)典型的膏體特性;市售硅烷膏體的譜線圖與市售高黏度乳液相似,近似分段直線,無明顯波峰波谷,呈現(xiàn)典型的高黏度乳液特性;常規(guī)乳液樣品SILRES BS 4004由于黏度很低,譜線圖近似直線,無明顯波峰波谷,呈現(xiàn)典型的乳液特性。因而,如測試結(jié)果所示,瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C穿透力與粘附力值變化趨勢明顯,體現(xiàn)出良好的膏體特性。在實際工程應(yīng)用中,體現(xiàn)為更簡單有利的施工操作。

        3.3 硅烷膏體坍落擴展度(見表1)

        表1 坍落度及擴展度測試結(jié)果

        測試中瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C的擴展度及坍落度很小,展現(xiàn)良好的膏體狀;市售高黏度乳液與市售硅烷膏體擴展度及坍落度較大,呈高黏度乳液狀;常規(guī)BS4004乳液由于黏度很低,擴展度及坍落度極大。

        按照此測試方法可簡便有效區(qū)分膏體及高、低黏度乳液。測試時間5 min坍落程度趨于穩(wěn)定,建議規(guī)定膏體擴展度4~6 cm、坍落度不大于2.5 cm。

        3.4 硅烷膏體儲存穩(wěn)定性測試

        室溫儲存穩(wěn)定性:在室溫密封12周后,瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C與市售硅烷膏體仍保持均一狀態(tài),室溫儲存穩(wěn)定性優(yōu)良。

        熱儲存穩(wěn)定性:瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C在45℃烘箱中放置14 d后仍保持均一狀態(tài),無分層飄油現(xiàn)象,熱儲存穩(wěn)定性優(yōu)良;市售硅烷膏體在熱儲存后,出現(xiàn)了輕微分層的現(xiàn)象,體現(xiàn)為乳白色膏體上層出現(xiàn)少量透明的液體,熱儲存穩(wěn)定性欠佳。

        3.5 硅烷膏體涂覆性能測試

        為進一步分析在工程實踐應(yīng)用中硅烷膏體的可操作性能,試驗分別使用羊毛刷及羊毛輥涂覆應(yīng)用測試。測試結(jié)果見表2,涂覆效果如圖3所示。

        表2 硅烷膏體涂覆性能測試結(jié)果

        圖3 硅烷膏體的涂覆效果

        采用羊毛刷及羊毛輥涂覆瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C的過程中,瓦克硅烷膏體因其優(yōu)異的觸變抗流掛性能及液化吸收速度,無流掛滴落現(xiàn)象,硅烷膏體長時間附著,并滲透入混凝土基材內(nèi)部且處理后保持基材原色,無顏色加深;而涂覆市售硅烷膏體的過程中,產(chǎn)生了流掛滴落,并造成了不必要損失,加大了涂覆施工的操作難度。

        優(yōu)異的觸變抗流掛性能及液化吸收速度,可以使瓦克硅烷膏體長時間附著并滲透入混凝土基材內(nèi)部,避免流掛損失所造成的浪費,施工性能及經(jīng)濟環(huán)保性能更為優(yōu)異。

        4 結(jié)語

        (1)從產(chǎn)品外觀上觀察,瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C為白色膏體,是具有觸變性、不流淌的產(chǎn)品;而市售硅烷膏體外觀為乳白色,其產(chǎn)品狀態(tài)介于高黏度乳液及膏體之間,且刺激性氣味較大。

        (2)通過質(zhì)構(gòu)儀分析測試硅烷膏體性能。瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C的穿透力及粘附力值變化趨勢明顯,呈現(xiàn)出良好的膏體特性;而市售硅烷膏體的譜線圖與市售高黏度乳液相似,近似分段直線,無明顯波峰波谷,膏體特性不明顯。

        (3)為了更簡便有效區(qū)分硅烷膏體,試驗同時采用了坍落度和擴展度的測試方法。瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C擴展度及坍落度很小,展現(xiàn)了其優(yōu)異的膏體特性;而市售硅烷膏體擴展度及坍落度較大,呈高黏度乳液狀。

        (4)坍落度和擴展度的測試方法可簡便有效區(qū)分膏體及高、低黏度乳液。測試時間5 min時坍落度趨于穩(wěn)定,建議規(guī)定膏體擴展度4~6 cm、坍落度不大于2.5 cm。

        (5)經(jīng)過室溫及熱儲存后,瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C保持均一、穩(wěn)定、無飄油的狀態(tài),膏體特性及穩(wěn)定性均優(yōu)于市售同類產(chǎn)品。

        (6)為進一步分析在工程實踐應(yīng)用中硅烷膏體的可操作性能,試驗分別用用羊毛刷及羊毛輥,以300 g/m2硅烷膏體的用量處理混凝土試塊。使用瓦克硅烷膏體SILRES BS CREME C處理過程中,其具有優(yōu)異的觸變抗流掛性能、液化吸收速度,可以使硅烷膏體長時間附著滲透入混凝土基材內(nèi)部,施工性能及經(jīng)濟環(huán)保性能更為優(yōu)異,且處理后保持基材原色,無顏色加深。

        [1]吳平,Dr.Heinz Geich.硅烷膏體浸漬劑在保護混凝土中的實際應(yīng)用[J].混凝土,2003(10):62-65.

        [2]蘇海防,王銳勁,黃君哲,等.膏體硅烷在高性能混凝土中的保護效果[J].中國港灣建設(shè),2007(3):30-35.

        [3]馬虎,馬愛斌,劉冠國,等.硅烷膏體浸漬混凝土表面性能研究[J].混凝土,2011(6):97-99.

        [4]肖春霞,康曉君,馮黎喆,等.混凝土用硅烷膏體防水浸漬劑的研制[J].中國建筑防水,2013(1):8-10.

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