装饰混凝土表面保护剂的应用研究

2021-07-23王猛

绿色环保建材 2021年7期

王猛

南京倍立达新材料系统工程股份有限公司

1 引言

装饰混凝土是一种以耐碱玻璃纤维为增强材料、水泥砂浆为基体材料的纤维水泥复合材料，具有丰富的造型、纹理、质感与色彩表达能力，是建筑设计师想象中的材料。装饰混凝土为水泥基材料，内部与表面有许多微孔，水分与污染物的进入会对水泥基材产生破坏同时影响表面的清洁效果，装饰混凝土应用于建筑外墙围护，经历风吹日晒雨淋，其表面需要涂覆一层表面保护剂，可增加装饰混凝土的寿命；另外装饰混凝土的表面保护剂阻隔水的进入，可以有效抑制水泥水化反应产生的氢氧化物随水分析出到装饰混凝土表面，有效地降低泛碱作用。

装饰混凝土表面保护剂按防护方式分类有成膜型与渗透性两种，按溶剂分类主要有水性和油性两种，成膜型保护剂在装饰混凝土表面形成一层致密的膜，阻碍水分及污染物的进入，渗透型保护剂渗入到水泥基材表面孔隙内结晶，阻碍水分进入基材内部起到保护装饰混凝土的目的。

本文针对油性渗透型、油性成膜型、水性渗透型、水性成膜型四种类型的保护剂在装饰混凝土上的应用，通过对装饰混凝土的表面质感色泽、保护剂的pH、喷淋渗透性、易清洗性、防水性、耐沾污性、耐紫外老化性、耐酸碱性、耐洗刷性能的评价选择适合于装饰混凝土的表面防护体系。

2 实验

2.1 实验原材料料及设备

原料：(渗透性保护剂渗透型、油性成膜型、水性渗透型、水性成膜型)、石墨、食用油、墨水、硫酸、氢氧化钙、装饰混凝土样块。

设备：喷枪，气压泵、紫外老化箱、烘箱、毛刷、耐洗刷设备。

2.2 检测方法

样块的制作：将试块放入烘箱中干燥24h，对装饰混凝土6个面进行均匀的喷涂，放在通风干净的环境下24h进行性能检测

防水性、耐沾污性、耐酸碱性、耐紫外老化性的测试：参照（JC∕T 973—2005）进行检测耐洗刷性能的测试：将2块试样水平放置，喷有保护剂面向上（面层向上），放于洗刷实验台上，滴加2ml洗涤介质，启动仪器，往复洗刷，洗刷固定次数（300次）观察是否起皮露出底材，按照2.1测定吸水率。

耐洗刷性：N耐紫外老化性：

N——耐紫外老化性；

N1——参比样品吸水率的平均值；

N2——经老化处理后吸水率的平均值。

2.3 易清洗性能的测试

将防护后的实验样品和参比样品各6块水平放置，将每种污染试剂分别滴加两滴在2块样品的中心部位，室温下放置1h后，用毛刷进行清洗，待表面干燥后，观察表面污染状况，取污染最严重的样品污染状况作为实验结果。

3 结果与讨论

3.1 不同保护剂的防水性能

由图1可见，水性保护剂的防水性能波动较小，油性的防水性波动较大，可能是因为水性保护剂与亲水性水泥基材接触润湿性较好，容易在水泥基表面形成一层致密的膜或渗透到水泥基微孔中进行封孔；油性保护剂由于溶剂的种类不同，在水泥基材表面的润湿性不同，导致其防水性能不同。

图1 不同保护剂的防水性

油性保护剂的防水性能要高于水性保护剂的防水性能，油性体系其树脂的交联度要高于水性体系，在其与基材充分湿润的前提下，能够在其表面形成一层更致密的膜，有效的阻碍水分的进入，起到防水的目的。

3.2 耐洗刷性能

由图2可见，油性保护剂的耐洗刷性要比水性的要好；水性成膜型保护剂的耐洗刷性能要比水性渗透型的要好，可能渗透型保护剂在施工后没有深入渗透到水泥基材内部，经洗刷后渗透结晶保护剂脱落防水性能降低。

图2 不同保护剂的耐洗刷性能

3.3 不同保护剂的耐酸碱性

由图3可见，保护剂的耐碱性要比耐酸性要好，硫酸对保护剂及基材的腐蚀要比碱严重，酸中的H+对保护剂键的攻击较强，保护剂被破坏；保护剂通过范德华作用力及氢键和物理作用力与基材黏接到一起，酸与水泥基材发生化学反应导致保护剂与基材整体发生脱落，因此耐酸性的吸水率出现大幅度的升高，从而表现保护剂的耐酸性不好，碱溶液为饱和氢氧化钙溶液，其与碱性基材不会发生化学反应，保护剂的耐碱性要比耐酸性较好。

图3 不同保护剂的耐酸碱性

3.4 不同保护剂的耐沾污与易清洗性

由图4可见，耐沾污性能体现的是装饰混凝土表面对污染物的排斥能力，成膜型保护剂的耐沾污性能优异于渗透型保护剂，b 和c 可见，用流动水冲洗后的样板墨水印记几乎消失，但是油性污染物在基板上的残留较多，保护剂基体树脂聚合物带有亲油性基团，流动水冲洗后油性污染物在基板上有残留；b 和d 可见，成膜型的样板经过清洗后与未污染的样板清洁度几乎一样，渗透型的样板墨水污染的印记还是很明显，油性污染物清洗掉恩仍有残留，成膜型保护剂在基材表面形成一层致密的膜污染物没有渗透到基材内部，经过毛刷与清洗剂的清洗污染物被洗掉，而渗透型保护剂与基材结合，基材表面孔隙未被堵住，表面污染物经过1h 的时间通过毛细孔深入到基材内部，不易被清洗掉。

图4 不同保护剂的耐沾污性

3.5 耐紫外老化性

据图5可见，水性成膜型、油性成膜型、油性渗透型保护剂的耐紫外老化性都在80%左右，而水性渗透型保护剂的耐紫外老化性较差，水性渗透型保护剂为有机硅类石材保护剂，Si原子上连接的碳链可能较短，经过紫外光的照射，高能量的紫外光破坏了连接在Si原子上的碳链，使疏水性基团脱落，降低了保护剂的防水作用，从而保护剂的耐紫外老化性较差；成膜性保护剂的交联程度较高，形成一层错综复杂的网络结构膜，其耐紫外老化较好；油性保护剂。