浑河闸混凝土护坦板表面喷涂硅烷与抗冻性试验研究

郭彩银

(辽宁省大伙房水库管理局，辽宁 抚顺 113007)



浑河闸混凝土护坦板表面喷涂硅烷与抗冻性试验研究

郭彩银

(辽宁省大伙房水库管理局，辽宁 抚顺 113007)

摘要：文章提出了解决混凝土抗冻性的重要性，介绍了混凝土表面喷涂硅烷的施工过程，检测了喷涂硅烷混凝土的浸渍深度、氯化物吸收量的降低效果和冻融循环次数。混凝土护坦板表面喷涂硅烷后，可以大幅度降低混凝土的吸水率，降低氯化物向混凝土的渗透侵蚀，有效提高混凝土的抗冻性，且工艺简单容易施工，效果良好。

关键词：浑河闸；混凝土；硅烷；抗冻性；施工；研究

1问题的提出

混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容，尤其在北方寒冷地区，是一个急待解决的重要问题。据耐久性调查资料表明，北方地区水工建筑物几乎100 %工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏[1]。混凝土的冻融破坏严重影响了建筑物的使用寿命和安全运行，为使工程继续发挥其功能，需付出很大的人力、财力和物力来维修和重建，因此，解决混凝土冻融破坏已成为混凝土耐久性方面的主要问题之一。

为解决混凝土的抗冻性，目前混凝土施工和生产中通常采用加入外加剂，如：引气剂、减水剂等，或者采用早强水泥和细料掺合料等方法，最终目的就是减少混凝土内部孔隙率，减少体积收缩，来提高混凝土的强度、抗冻性和抗渗性，提高混凝土耐久性。但大多数水工混凝土施工过程较为传统，要达到相应的指标要求所需条件较高，费用较大。所以研发出提高混凝土耐久性的新方法，特别是抗冻性能方面，达到工艺简单、施工方便、造价低、又能达到指标，是非常必要的。

浑河闸位于沈阳市铁西区，担负着沈阳城市防洪和下游5.33 万hm2农田的灌溉任务，于2013年进行了底板拆除及新建工程，为确保本工程耐久性，于2015年采用了表面喷涂硅烷的施工方法。文章介绍了浑河闸混凝土护坦板表面喷涂硅烷的施工过程以及施工后混凝土的吸水率和抗冻性能效果，为其它工程的应用提供了依据。

2施工方法

2.1施工范围

拦河闸底板桩号：H0+025.00～H0+095.72，左岸冲沙闸底板桩号：H0+025.00～H0+105.40，右岸冲沙闸底板桩号：H0+025.00～H0+104.00。喷涂面积共计16909m2。施工范围平面图见图1。

2.2施工材料特点

本工程采用的主要是防渗防腐蚀材料SP205硅烷，这种材料有以下特点：

1)硅烷的特殊小分子结构，可以渗透到混凝土内部10多毫米上下。

2)硅烷可与空气和基底中的水分产生化学反应，在混凝土缝隙内形成形成牢固的憎水层，达到表面基本不吸水状态。

3)材料对硅酸盐类建筑材料有着很高的亲和力，使浸渍处理后的混凝土表面具有异常的耐久性。

4)浸渍后的混凝土表面不会改变原有的外观，并保持混凝土与外界的呼吸，对紫外线、酸雨、腐蚀性化学物质以及微生物等环境因素具有良好的抵抗力，从而有效延长混凝土结构耐久性。

5)可以大幅度提高混凝土抗冻性能。

图1浑河闸护坦板喷涂硅烷范围平面图

2.3施工过程及方法

1)表面清理及伸缩缝清除。所清除的部位，待表面干燥后，用角磨机将混凝土表面打磨平整，并清除基面上的薄弱水泥浆层、污垢、附着物等，再用高压风或高压水清除打磨掉的附着物，根据涂层材料要求保证表面清洁。伸缩缝清除深度2 cm，晾晒2～3 d使混凝土表面完全干燥以满足喷涂施工要求。

2)涂层施工。施工前先进行喷涂试验，地点选在左岸冲砂闸处，试验面积约550 m2，验证单遍喷涂速度、效果及使用数量，作为主体喷涂的施工依据。喷涂作业施工期间，均在温度高于4℃时进行，温度满足了材料使用要求。投入喷涂设备8台套，每处喷涂面需喷涂两次，分两日喷涂。涂层施工完毕后对涂层表面进行质量检查，不合格部位进行返工处理。根据涂层材料要求，使用密封喷枪进行施工。喷涂过程中，施工人员全部佩戴防护眼镜、口罩，穿绝缘水靴等防护用品。最后，采用双组份聚硫密封胶进行伸缩缝封填，施工全过程要求界面保持干净和干燥。

3)养护。涂层施工完毕对喷涂部位进行养护处理，养护过程中，禁止大型机械设备碾压，避免涂层表面污染及破坏。

3试验结果

最后一次喷涂硅烷10 d后，现场抽检3个断面，每个断面检测一个检测单元，共计抽检3个检测单元，在每个检测单元内随机钻取6个直径为50 mm、深度为40±5 mm的芯样，分别进行浸渍、吸水率、氯化物吸收量的降低效果和冻融循环次数试验，试验结果如下：

3.1浸渍深度

本次试验部位混凝土强度等级为C25F150W4，依据JTJ275—2000《海港工程混凝土结构防腐技术规范》，对于强度等级≤C45的混凝土，硅烷浸渍应达到3～4 mm。本次试验中6个喷涂了SP-205硅烷的试样的浸渍深度均达到了规范要求。试验结果见表1。

3.2吸水率

依据相关规范，喷涂硅烷后，试样的吸水率平均值≤0.01 mm/min0.5。本次试验中6个喷涂了SP-205硅烷的试样的吸水率均达到了规范要求。试验结果见表2。

3.3氯化物吸收量的降低效果

依据相关规范，喷涂硅烷后，试样氯化物吸收量的降低效果平均值≥90%。本次试验中6个喷涂了SP-205硅烷的试样的氯化物吸收量的降低效果均达到了规范要求。试验结果见表3。

表1　硅烷浸渍深度试验结果　mm

表2　吸水率试样试验结果

表3　氯化物吸收量的降低效果试验结果

3.4抗冻试验结果

基准混凝土为C25F150，和表面喷涂硅烷的混凝土相比，冻融循环次数由原来的150次提高到200次以上。抗冻性能有了很大提高，试验结果如表4。

表4　混凝土抗冻标号试验结果

4试验结论

通过以上试验可看出，混凝土护坦板表面喷涂硅烷后，可以大幅度降低混凝土的吸水率，降低氯化物向混凝土的渗透侵蚀，有效提高混凝土的抗冻性，对保护混凝土耐久性有明显作用，且工艺简单容易施工，未改变原有建筑物的形状和结构。

5结语

在混凝土表面喷涂硅烷，可以在混凝土表面形成憎水层，大幅降低混凝土的吸水率，有效地提高混凝土结构抵抗水侵蚀和以水分为侵蚀媒介的侵蚀，改善混凝土结构耐久性[2]。通过在浑河闸混凝土护坦板表面喷涂硅烷的实例表明，混凝土表面喷涂硅烷能够提高混凝土抗冻性，对延长混凝土使用寿命是既经济又有效的措施，现经过一个冬季的运行，效果良好，未发现有冻裂现象。

参考文献：

[1]郭玉兰.提高混凝土抗冻性能的研究概述[J].中国集体经济，2007(06)：179.

[2]赵尚传，徐永利，俞海.混凝土表面硅烷浸渍吸水率与抗冻性试验研究[J].公路，2009(9)：260.

文章编号：1007-7596(2016)02-0025-03

[收稿日期]2015-09-26

[作者简介]郭彩银(1982，-)女，山西定襄人，工程师，从事工程管理工作。

中图分类号：TU755

文献标识码：B