硅烷浸渍剂在海港工程应用

王国齐宋超

中交第四公路工程局有限公司鳌江四桥项目

摘要：本文通过鳌江四桥工程中硅烷浸渍剂如何施工，硅烷浸渍剂的优缺点，如何追踪检测硅烷浸渍剂及应用展望。

关键词：硅烷浸渍剂特点应用展望

前言：随着建筑行业的迅速发展，海港的规模不断扩大，外海华、深水化趋势不断增强，结构耐久性要求不断提高，为提高海港工程建设技术水平，保证工程质量。考虑常见的环境因素对混凝土结构物的腐蚀作用，包括结构使用中受水分、冰冻、空气及其污染物（盐雾、二氧化硫、超常浓度二氧化碳、汽车尾气）等大气作用，为提高公路工程混凝土结构防腐蚀耐久性，对结构物采取防腐处理极为重要。

鳌江四桥工程靠近鳌江入海处，图纸要求11#承台、12#主墩承台、13#承台进行硅烷浸渍防腐处理（共计2060m2），严格按照《建筑防腐工程施工及验收规范》GB50212-2002、《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/TB07-01-2006执行，首先进行硅烷浸渍工艺性试验，用于指导现场分区、分段硅烷防腐施工，目前项目已经完成过渡墩承台、主墩承台的硅烷浸渍工作，检测结果全部合格，延长结构物的使用年限。

一、硅烷浸渍的优点

硅烷浸渍的防护机理：

将硅烷浸渍剂涂抹在混凝土表面，产品可以渗透到混凝土表面3-10mm处，并且在水和混凝土碱催化作用之下发生化学反应，在混凝土的表面和毛细孔道当中形成有聚硅氧烷互穿网络结构，将有机硅分子牢固的附着在混凝土表面和毛细孔道中，赋予混凝土表面的微观结构的长期憎水性。

在硅烷分子中辛基是憎水集团，它们如同无数把小伞排列在混凝土表面和毛细孔道中，将混凝土圆表面变成憎水表面，使滴落在混凝土表面的水成为水珠状，难以渗入混凝土内部，从而有效的阻挡水分和水分携带的有害物质渗入混凝土内部，有效的抑制钢筋锈蚀和混凝土腐蚀破坏。

异丁烯三乙氧基硅烷（C10H24O3Si）

辛异基三乙氧基硅烷（C14H32O3Si）

1.渗透能力强，能渗透进混凝土3-4mm深；

2.能够减少氯离子的腐蚀90%以上，也能使混凝土结构的吸水率下降90%以上；

3.易于施工，不改变混凝土的原有外观，不会影响混凝土的粘结力；

4.优异的耐碱性和耐久性，防腐寿命达10-15年。

5.防止霉菌滋生，适用于市政工程、海港工程，水电工程、大坝等，有利于市政工程和构筑物的外观。

二、硅烷浸渍缺点

1.成本较高，混凝土表面单价50~60元/Kg，对施工比较严苛；

2.如果混凝土结构物产生裂缝，硅烷浸渍没有效果，对结构物的表面裂缝比较严苛；

3.硅烷浸渍没有大面积普及，国内能够检测的单位较少，施工的专业技术人员较少。

三、硅烷浸渍施工要点及注意事项

（一）施工准备

主要的材料准备：硅烷浸渍混凝土防护剂、高压水泵、钢刷、砂纸、低压喷枪（或农用喷雾器、滚轴、毛刷也可）

（二）表面处理

1.先对混凝土进行清理，清洁混凝土表面，将欲处理的表面碱垢、污渍处理干净。若表面有浮浆皮、油污、钢筋锈渍等污染物须采用人工清理，也可采用高压水枪或喷砂清洗。水冲洗后，拟浸渍表面应在浸渍前处于干燥状态。

2.修补好的混凝土表面明显的破损，不得有空鼓、疏松等现象。

3.喷涂硅烷浸渍剂的修补混凝土不应少于16天。

主墩承台侧面硅烷浸渍前除锈

（三）喷涂施工

1.大规模施工前应进行喷涂工艺性试验。试验面积为1~5m2，施工工艺参照《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）.试验结果满足要求后，方可进行大面积施工。

2.所有工作应符合相关职业卫生和安全要求。施工过程中，现场监理应在现场旁站。

3.为最大程度的渗透到基底应处于干燥状态。

4.施工环境要求：当作业环境温度低于4℃、高于45℃，或者表面干燥前（约10h）可能下雨、风力大于5级以上（硅烷浸渍剂会加快蒸发，造成浪费）时，不得施工。

5.施工可采用滚涂、密封喷枪等方式。施工工具可采用密封喷枪、滚筒和刷子。如使用刷子或滚筒施工，应当重复涂抹，直到表面湿润。大面积施工可以采用低压喷涂，这样可以减少材料损耗。

6.对于垂直面，应采用连续喷涂技术、自最低处向上进行，达到饱和浸渍，经处理区域应至少有5秒钟的“光面”效果；对于水平面或邻近水平面，应采用连续喷涂技术达到饱和浸渍，使表面饱和浸渍，经处理区域应至少有5秒钟的“光面”效果。

低压强喷涂硅烷滚筒滚刷硅烷

7.喷涂层数应由欲喷工艺性试验确定，建议喷涂2~3层以上，第二层必须在第一层未干燥前施工。

8.使用量：最小喷涂率应由工艺性试验确定，每遍至少300ml/m2，应在二遍以上，第一遍至少喷涂两层。

9.养护期：大气区施工后24h不得粘湿水应自然风干，3天完全固化就产生最佳的防水防腐效果，7天后钻芯取样进行检测。

10.施工时注意事项：

a.施工时不允许明火并保持通风；

b.硅烷浸渍剂固化反应过程中会释放乙醇，应采取安全预防措施；

c.密封避光存储硅烷浸渍剂，禁止与酸、碱、胺和重金属或其化合物一起存储，也不能放置在被其污染的场所；

d.施工人员施工过程中要求戴护好目镜和防护手套。不慎吸入的应立即转移到有新鲜空气的地方。如不慎碰触的皮肤，立即用清水清洗15min；不慎接触到眼睛后，立即用清水清洗15min，并脱下受污染的衣服、鞋子及时就医。

（四）染料示踪法

可在硅烷喷涂前，加入“诺丹明B”（或称罗丹明B）临时染料，便于监理工程师能够进行现场目测检测。

四、硅烷浸渍涂层验收

硅烷浸渍的质量验收以每500m2浸渍面积为一个浸渍质量验收单元。对有机硅烷浸渍剂的性能质量的验收要求主要要求以下三点：

1.吸水率不大于0.01mm/min1/2；

2.对于强度不大于C45的混凝凝土，渗透深度应达到3-4mm；对于强度等级大于C45的混凝土，渗透深度应达到2-3mm；水灰比0.70的混凝土应达到10mm。

3.氯离子吸收量的降低效果平均值不小于90%。

硅烷浸渍取芯试件尺寸（直径4.5cm、高度4cm）

硅烷浸渍验收检测送检试件对比

混凝土表面涂层的耐久性和防护效果，与混凝土涂装前的表面处理关系很大。良好的表面处理，能使涂层经久耐用，防护效果也很显著。

硅烷浸渍的质量验收可以参考《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/TB07-01-2006执行，与阴极保护、环氧涂层钢筋相比，硅烷浸渍较为经济，施工简便，因此近十年国内已广泛应用于跨海桥梁、喷洒除冰盐的混凝土桥、市政工程、海港工程、隧道、涵洞等工程，憎水效果可保持15年以上。硅烷浸渍已于1986年列入公路结构修补规范。考虑到异丁基硅烷分子量较异辛硅烷小，渗入深度较大，对于喷洒除冰盐的公路桥面板这类受到较大磨耗作用的部位，采用异丁基硅烷将具有较高的耐久性。

结束语

硅烷浸渍不但可以改观混凝土的外观，而且憎水作用效果显著，抗渗透渗入强，抗氯离子腐蚀的能力较强。可以将结构物的腐蚀时间延后15年以上，延长结构物的使用寿命，比腐蚀后进行维护加固的费用较低。硅烷浸渍可以应用于民生工程（混凝土结构屋顶露水）。

参考文献

[1]《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/TB07-01-2006

[2]《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）

[3]《建筑防腐工程施工及验收规范》GB50212-2002