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海港工程混凝土耐久性保護技術
 

1. 概述

硬化混凝土內部存在著許多大小不同的微細孔隙和裂隙。水的滲透是通過這些孔隙和裂隙進行的,滲透性與混凝土的孔結構(毛細孔連通情況)有關。其中水在各種腐蝕過程中都起到了關鍵作用。

矽烷和矽氧烷等有機矽浸漬材料,廣泛應用於建築物表麵防護工程中。具有突出的憎水性和化學穩定性。能在混凝土表麵及毛細孔內壁形成保護膜,有效防止水份的滲透和轉移,達到放牧的目的,從而提高混凝土結構耐久性和使用壽命。

 

2. 矽烷在混凝土耐久性方麵的應用

    矽烷單體(如圖1)滲透到混凝土毛細孔裏麵後,縮聚為有機矽樹脂,脫出醇,同時有機矽樹脂能與混凝土表麵形成穩定的化學鍵,矽烷的長碳鏈烷基是非極性憎水性官能團,在混凝土表麵以及毛細孔內壁形成致密的憎水性保護膜

矽烷浸漬材料的作用:

⑴ 氯離子是引起海工鋼筋混凝土結構腐蝕的主要原因之一,而符合規範要求的矽烷浸漬能夠降低氯離子吸收率90%以上,從而起到防腐作用。

⑵ 碳化作用是空氣中CO2與混凝土中的堿性物質反應,使混凝土的PH值降低,導致鋼筋鈍化膜破壞而引起腐蝕。水在碳化過程中起著關鍵的作用,通過矽烷浸漬能明顯降低混凝土的吸水率,從而有效抑製碳化作用。

⑶ 幹縮裂縫是混凝土內部水分損失所致。在內外濕度梯度作用下,混凝土內外濕度差異所致的不協調幹縮變形會導致應力的產生,引起開裂。矽烷可以減少混凝土內部水分的遷移,減少幹縮應力,防止幹縮裂縫的出現。

⑷ 矽烷浸漬材料在混凝土表麵和毛細孔內壁形成特殊的防水結構,可使混凝土內部的濕度逐漸降低,從而防止或減少堿-骨料反應對混凝土結構造成損害。

⑸ 矽烷浸漬材料形成的防水結構,使混凝土內部與潮濕環境隔離。從而防止混凝土內部形成飽和水狀態,減輕動容破壞。

 

3. 矽烷防腐工藝

3.1 矽烷施工工藝

常用矽烷浸漬材料主要有液體和膏體兩種。液體矽烷、膏體矽烷一般采用塗刷、滾塗施工或霧氣噴塗施工。

3.1.1 浸漬材料應原罐密封,貯存於陰涼幹燥處,並設立符合職業衛生和安全部門要求的警告牌。

3.1.2 噴塗設備應為不斷循環的泵送係統,該係統提供的噴嘴壓力應為60~70KPa,水不得進入該係統的任何部分。

3.1.3 為獲得最大的滲透深度和最佳的保護效果,矽烷浸漬材料塗覆施工前,要求對混凝土進行表麵處理:

⑴ 用水泥砂漿對混凝土表麵明顯的混凝土脫落、空鼓、蜂窩、露石進行維修。用鋼鏟刀清除混凝土表麵碎屑及不牢固附著物。

⑵ 按現行行業標準《水運工程混凝土施工規範》的有關規定修補寬度大於0.2mm的裂縫。

⑶ 清除不利於矽烷浸漬的粉塵、油汙等有害物與汙染物。

⑷ 當混凝土采用脫模劑或養護劑時,必須通過噴塗試驗確定脫模劑或養護劑對矽烷浸漬的影響,否則,在矽烷浸漬前,應充分清除。

⑸ 噴塗矽烷的混凝土表麵應為幹燥狀態。進行上述清除工作時,當需使用飲用水衝洗時,

 

則應在衝洗後自然幹燥72h。在水位變動區,應在海水落到最低潮位,混凝土表麵看不到水時,噴塗矽烷,以盡量延長噴塗前的自然幹燥期。下雨或有強風或強烈陽光直射時不得噴塗矽烷。

 

3.1.4 噴塗矽烷施工應符合下列規定:

⑴ 噴塗矽烷的混凝土齡期應不低於28d。或混凝土修補後應不少於14d

⑵ 混凝土表麵溫度應在5~45℃之間。

⑶ 浸漬所需的全部矽烷用料在施工現場贏一次備足,使用前方可啟封,並應於啟封厚度72h內用完,否則應予廢棄。

⑷ 施工現場附近應無明火。操作人員應使用必要的安全保護設施。

⑸ 浸漬矽烷工作,應有經驗豐富的操作人員實施。

⑹ 應注意避免矽烷和氯丁橡膠、瀝青質密封材料等其他可能腐蝕的材料接觸。

⑺ 對早期暴露於海水環境的現澆構件,應在拆模後立即浸漬矽烷,等待表麵自然幹燥後,再進行養護膜養護。

3.1.5 浸漬矽烷工作應連續噴塗實施,使噴塗表麵飽和溢流。在立麵上,應自下而上地噴塗,使被塗立麵至少有5s保持“看上去是濕的”的狀態;而在頂麵或底麵上,都至少有5s“看上去是濕的鏡麵”的狀態。每遍噴塗量為300ml/m2,噴塗兩遍。兩遍之間間隔時間至少為6h

 

 
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