硅烷浸渍是一种以硅烷为核心成分的化学保护成品材料,主要用于混凝土、钢铁等基材的表面保护。它通过化学渗透和基材的作用产生生长效保护层,具有防水、抗渗、耐腐蚀和破坏的作用。以下是成分、原理、类型和用途的详细介绍:
保持核心成分和化学特性的程度
化学通式为硅烷 R-Si-(OR')₃,其中:
R基团:为有机疏水基团(如甲基、乙基等),决定了硅烷的疏水性和环境耐受性;
-Si-(OR')₃:可水解基团(OR作为烷氧基,如甲氧基、乙氧基等,可以与水一起产生硅醇基。(-Si-OH)。
硅烷表面张力低(约20-30) mN/m)而且渗透性强,可以渗透到基材内部(混凝土可以深入几毫米到十几毫米),与基材中的羟基。(-OH)产生化学作用,产生牢固的化学粘结。
二是保护原理
根据化学渗透和交联作用,保护硅烷浸渍:
1. 渗透阶段:硅烷以液体(或膏体)的形式涂覆在基材表面后,借助其低表面张力和基材的孔隙结构,迅速渗透到内部;
2. 作用阶段:硅烷中的水解基团和基材(如混凝土中的水泥水化产物)以及环境中的水分作用,产生硅醇基。(-Si-OH);
3. 交联成膜:硅醇基与基材表面的羟基(-OH)进一步缩合,生成Si-O-基材化学键,同时硅烷分子之间也会相互交联,在基材内形成一层致密的有机-无机杂化保护层。
这种保护层不会堵塞基材的微孔(保持透气性),但可以显著降低其表面能量,使水分、Cl-、腐蚀性介质如硫酸性物质、盐类物质等难以渗透,从而抑制基材老化或腐蚀。
主要类型和形式
硅烷浸渍成品材料按形态和场景可分为以下几类:
1. 液体硅烷
常见类型:甲基硅烷、乙基硅烷、异丁基硅烷等。(其中异丁基三乙氧基硅烷因其毒性低、渗透性高而被广泛应用于混凝土保护)。
特点:流动性好,渗透深度大,适用于大面积喷雾施工或刷子施工,施工效率高。
2. 硅烷膏(硅烷浸渍膏)
成分:以硅烷为核心,加入增稠剂、载体等制成的糊状成品材料。
特点:粘度高,不易流动,适用于局部保护垂直面、斜面或复杂结构(如桥接缝、混凝土裂缝),能长时间附着在表面,慢慢渗透。
3. 硅烷乳液
成分:硅烷经乳化剂分散在水中产生的乳液(减少有机溶剂的应用,更多)。
特性:水溶性好,对环境友好,但渗透性略低于纯液体硅烷,适用于要求高的场景。
第四,主要用于领域
1. 砼结构保护
适用于桥梁、隧道、码头、海洋建筑等,抵抗Cl-(海水,除冰盐)、盐类物质对硫酸性物质的腐蚀,防止钢筋腐蚀和混凝土碳化。
举例来说,沿海地区桥梁的梁体、墩柱,通过硅烷浸渍可以延长服役年限10-20年。
2. 预处理金属表面
硅氧烷薄膜作为钢材和铝材的预处理剂,与金属表面的氧化层一起生成,增强了后续保护层(如油漆和粉末涂料)的附着力和耐腐蚀性和破坏性。
3. 保护石头和砖瓦
在保持基材透气性的同时,应用于古建筑石材、外墙瓷砖等,防止水分渗透引起的风化、泛碱物质。
优点和操作要点五
优势:
深度渗透,长期保护(显著寿命通常超过10年);
不改变基材的表观和尺寸(无明显膜层);
施工操作简便(可喷施工、刷子施工、滚筒涂装),对复杂结构适应性强。
操作要点:
基材表面需要清洁无水(混凝土含水量需要≤8%),否则会影响渗透和作用效果;
施工环境温度应在5-35℃之间,防止雨雪天气施工;
有些硅烷含有蒸发性有机溶剂,施工时要做好空气流通和保护工作。
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