硅烷浸渍混凝土实体检测方法

2014-03-17苏忠纯李晓明王娜李沛

中国港湾建设 2014年10期

关键词：渗透性硅烷氯离子

苏忠纯，李晓明，王娜，李沛

（中交天津港湾工程研究院有限公司，天津 300222）

硅烷浸渍混凝土实体检测方法

苏忠纯，李晓明，王娜，李沛

（中交天津港湾工程研究院有限公司，天津 300222）

通过对混凝土表面渗透性和电通量检测结果的拟合分析发现，浸渍硅烷混凝土的表面渗透系数与电通量有较好的相关性。表面渗透系数的测定可直接在混凝土实体上进行，是一种无损检测手段，由表面渗透性可以间接评估硅烷浸渍后混凝土质量。

硅烷；表面渗透性；电通量；实体检测

0 引言

混凝土表面浸渍硅烷，可有效阻止有害物质入侵，已在水工混凝土防护保护中广泛应用[1-2]。对于硅烷浸渍后的混凝土质量检测，相关规范都是采取微破损取芯法对其渗透深度、吸水率和氯离子吸收降低率进行检测，检测结果作为质量合格与否的判定标准。

本文中，对硅烷浸渍后的混凝土进行检验，同时对其表面渗透性和电通量进行测试，探讨其相应关系，为表面渗透性评价硅烷浸渍后的混凝土质量积累经验。

1 试验设计

1.1 硅烷浸渍剂

试验选用武汉道尔化工有限公司和泉州思康新材料发展有限公司生产的硅烷浸渍剂，性能指标见表1。

表1 硅烷产品性能指标Table 1 The perform ance indicatorsof silane products

1.2 试件配合比

配置 C40 高性能混凝土和 C30 普通混凝土，配合比见表2。

1.3 试件数量

每种配合比成型边长 150mm 的立方体试块25组，每种硅烷浸渍剂涂刷5组，同时留置 5组空白对比试件，试件组数共计 50组。

表2 试件配合比Tab le 2 M ixture ratio of thespecim en kg·m-3

1.4 浸渍工艺

依据 JTJ 275—2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》[3]要求，硅烷浸渍工艺如下：

1）试件标养 28 d 后，清除混凝土表面附着物，并放置表干状态，混凝土表面温度保持在（20 ±2）℃之间。

2）液体硅烷用喷壶直接喷在试件表面，膏体硅烷用毛刷一次性均匀涂刷在试件表面。液体硅烷喷涂两遍，第一遍时，观察使被涂表面至少5 s“看起来是湿的”，同时记录第一次喷涂用量；间隔7 h后进行第二遍喷涂，将剩余硅烷全部喷涂到试件表面，方法与第一遍一致。

3）喷涂（或涂刷）后将试件置于温度（20 ± 2）℃，湿度 60% ± 10%的环境中养护 7 d。

1.5 试验方案

1）依据 JTJ 275—2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》[3]相关检测方法，对试块进行渗透深度、吸水率和氯离子吸收降低率检测，检验硅烷浸渍防护效果是否达到要求。

2）对满足硅烷浸渍防护效果的混凝土试件，进行表面渗透性、电通量和强度检测，探讨硅烷浸渍防护对混凝土性能的影响规律。

3）探讨混凝土表面渗透性与电通量之间是否存在对应关系。

2 检测结果及分析

2.1 防护效果检测及分析

混凝土经硅烷浸渍后，浸渍深度、氯离子吸收降低率、吸水率值检测结果均满足文献[3]的要求，见表 3（试件编号中，H 表示高性能混凝土，O表示普通混凝土，DE表示武汉道尔生产的硅烷，SK表示泉州思康生产的硅烷，Y表示液体，G表示膏体）。

表3 检测结果Table 3 Test results

2.2 混凝土性能检测与分析

1）表面渗透性：表面渗透性采用 autoclam 进行试验，在 50 kPa 压力下，在第 5min 到第 15 m in 内累计渗水量对时间平方根的曲线的斜率值即为表面渗透性系数。检测结果（见图 1）表明：经硅烷浸渍后，同厂家的高性能混凝土的渗透系数比普通混凝土低很多，表明渗透性不仅反应浸渍后表面憎水层的抗渗能力，同时与混凝土内部混凝土的密实程度有关，虽然硅烷浸渍后有效降低了普通混凝土的渗水性，但其内部孔通道多，在压力作用下，相比高性能混凝土更易渗入。

图1 硅烷种类与表面渗透性关系Fig.1 Curve of silane speciesand surfacepermeability coefficient

2）电通量检测结果（见图 2）表明：氯离子在直流电压作用下，以水为介质向混凝土中渗透，由于硅烷的憎水作用，有效降低氯离子的迁移速度，显著降低试件电通量，高性能混凝土的电通量降低幅度小于普通混凝土。

图2 硅烷种类与电通量降低率关系Fig.2 Curveof silane speciesand electric flux reduction rate

3）强度检测结果（见图 3）表明：硅烷浸渍后的混凝土抗压强度略有增长。分析原因，应是硅烷浸渍在混凝土表面形成硅氧烷树脂网状结构，且提高了表面混凝土水泥浆体与骨料间的黏接强度[4]，形成一个比较坚硬的外壳，进而提高混凝土强度，同时也提高混凝土的耐磨蚀性。

图3 硅烷种类与强度增长率关系Fig.3 Curveof silane speciesand intensity grow th rate

2.3 混凝土表面渗透性与电通量的关系

表面渗透性和电通量的实质都是反映混凝土的密实程度和抗渗透性能，因此二者之间可能存在相应的关系，通过试验数据分析（见图 4）发现，电通量与表面渗透性有着较好的对应关系。

拟合公式为：

y=545.09ln（x）+999.13

3 结语

1）硅烷浸渍防护可有效降低混凝土电通量、渗透性并适当提高混凝土强度，显著提高混凝土耐久性能，尤其是对普通混凝土的耐久性有较大的提高。

2）混凝土表面渗透性系数与电通量有较好的拟合关系，喷涂硅烷后可用表面渗透性系数间接推断混凝土表层电通量，达到快速检测的目的。

3）由于试验数据较少，表面渗透性系数评价硅烷浸渍后的混凝土质量有待进一步研究。

[1] 李化建，易忠来，谢永江.混凝土结构表面硅烷浸渍处理技术研究进展[J].材料导报,2012,26（2）：120-125. LIHua-jian,YIZhong-lai,XIEYong-jiang.Progressofsilane impregnating surface treatment technology of concrete structure[J]. Materials Review,2012,26（2）：120-125.

[2] 赵铁军.渗透型涂料表面处理与混凝土耐久性[M].北京：科学出版社，2009. ZHAOTie-jun.Permeablepaintingsurface treatmentand concrete durability[M].Beijing:Science Press,2009.

[3]JTJ275—2000，海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范 [S]. JTJ275—2000,Corrosion prevention technical specifications for concretestructuresofmarine harbourengineering[S].

[4] 朱岩，陈雨，甘万强.有机硅烷浸渍高性能海工混凝土防腐蚀性能的研究[J].混凝土，2007（10）：77-80. ZHU Yan,CHEN Yu,GANWan-qiang.Effectsoforganism silanes on anti-corrosion properties of high-performancemarine concrete [J].Concrete,2007(10):77-80.

Entity testmethod of silane im pregnated concrete

SU Zhong-chun,LIXiao-ming,WANGNa,LIPei
（CCCCTianjin PortEngineering Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300222,China）

Through analyzing concrete surface permeability and electric flux test results,we discovered that there is good correlation between the surface permeability coefficientand electric flux.The determination ofsurface permeability coefficient can be carried out directly on concrete entity,which is a non-destructive testingmethod.It is feasible that concrete quality after silane impregnation should be indirectly assessed by surface permeability coefficient.

silane;surface permeability;electric flux;entity test

U654

2095-7874（2014）10-0050-03

10.7640/zggw js201410014

2014-05-06

2014-06-04

苏忠纯（1980 — ），男，辽宁锦州人，工程师，无机非金属材料工程专业，从事试验检测工作。E-mail:su2031@126.com