临海结构物硅烷浸渍防腐施工技术研究

钟凯，刘晓龙，黎再召

〔中交（青岛）城市建设有限公司〕

摘要：目前，随着混凝土结构的应用日益广泛，对混凝土结构物的耐久性要求也越来越高，特别是临海的混凝土结构，由于受海水中氯离子的影响，如果不采取防腐措施，与浅水区相比使用寿命将大大减少，增加了大量的维护、维修、甚至是返工和重建费用。硅烷浸渍防腐一般采用异辛基三乙氧基硅烷或异丁基三乙氧基硅烷进行涂装施工，根据硅烷的形态不同，采用的施工方式也有所不同，液态硅烷可以采用喷涂施工，膏状硅烷可以采用辊涂施工，也可以采用刷涂施工。本文就临海结构物硅烷浸渍防腐施工技术进行研究，以便于为今后类似的研究、施工提供参考。

关键词：硅烷浸渍；混凝土防腐；临海结构物；

1 工程概况

中交（青岛）城市建设有限公司承担的某生态修复工程位于黄海海岸，该工程为政府重点督导的生态修复工程。临海结构物浪溅区和水位变动区范围内结构物耐久性都会受到海水影响，需进行防腐处理。其中直立式护岸采用蘑菇石镶面阻挡海水对混凝土结构的侵蚀；透空式观景平台、栈桥以及多孔结构挡浪墙等临海结构物采用硅烷浸渍进行防腐处理。

2 硅烷浸渍防腐的应用前景

硅烷是一种渗透性极强、防腐效果优异的物质，著名的港珠澳大桥采用的就是硅烷浸渍进行防腐处理[1]。在近年来也逐步得到了推广应用，我国推广的各行业标准规范中也将硅烷浸渍防腐作为一种有效的防护措施列入其中，如《水运工程结构耐久性设计标准》[2]、《桥梁混凝土表面防护用硅烷膏体材料》[3]等均对硅烷浸渍防腐处理技术均有涉及。

我国临海的建筑物和构筑物受腐蚀尤为严重，硅烷浸渍就是临海结构物防腐施工技术中的一种，一般可保护15～20年。硅烷浸渍防腐施工技术不仅在工程行业可广泛应用，机械、船舶、汽车等防腐方面都有一席之地。可持续发展的本质是通过全面的保护和减少浪费来更有效地利用资源，硅烷浸渍防腐就是这样的一种技术，它的的优异性、兼容性将在这个新市场里愈发闪耀。

3 关键工艺控制要点

3.1工艺流程

液体硅烷：材料准备→标记位置→结构物表面清理→第一遍涂装施工→第二遍涂装施工（间隔不小于4小时）→自然风干→验收。

膏状硅烷：材料准备→标记位置→结构物表面清理→涂装施工→自然风干→验收。

3.2涂敷试验

1）试验取样

①硅烷浸渍前的取样

混凝土构件表面处理后，在待浸渍混凝土构件表面钻取混凝土芯样。

②硅烷浸渍后的取样

硅烷浸渍施工完成7d后，应在每个检验批混凝土构件上随机钻取芯样，混凝土芯样应进行标记并分组封装。

2）试验检测

分别测定混凝土芯样的“三项”指标，通过对比分析确定实际施工材料用量、设备性能指标等，以指导现场大面积进行硅烷浸渍作业。

3）芯样钻孔修补

芯样钻取后的孔洞采取无收缩水泥基材料修补平整，修补材料的强度和耐久性能应不低于混凝土构件材料性能。修补完成14d后，混凝土修补区域应按原硅烷浸渍设计标准补涂，补涂边界扩大范围不小于100mm。

3.3施工方法

施工面积≥1000m²时，宜采用喷涂方式施工，施工面积<1000m²时，宜采用辊涂或刷涂方式施工。液态硅烷宜采用低压喷枪进行喷涂，一般涂装2次（间隔至少h，用量200 mL/m²～300mL/m²），采用连续循环的泵送系统，喷涂期间喷枪压力宜控制在60kPa~70kPa之间，喷涂设备使用的软管、垫圈等应具有耐腐蚀性；膏状硅烷可采用辊涂、刷涂，亦可使用无气喷涂机施工，一般涂装1次（用量0.2kg/m2～0.3kg/m2）。

4质量要求

4.1质量检测要求

混凝土硅烷浸渍质量检测在施工7天后进行。任一验收批应满足下列所有要求并出具检验报告，否则该验收批重新进行硅烷浸渍：

1）经处理的混凝土吸水率平均值不大于0.01mm/min1/2；

2）渗透深度应不小于3mm；

3）氯化物吸收量的降低效果平均值不小于90％。

4.2主要质量通病及防治

针对硅烷浸渍覆盖不到位、浸透深度不足等通病进行了质量剖析，并制定了防治措施：

1）严格把控硅烷浸渍施工流程（材料准备→标记位置→结构物表面清理→涂装施工→自然风干→验收）、施工要点（喷涂遍数、材料用量等），保证施工工艺的完整性。

2）启封后的硅烷材料必须在48小时内用使用，超出规定实际必须进行废弃处理；涂装设备必须保证完好，压力表读数准确、喷头能够正常使用；施工期间加强气象监测，风力≥5级时，必须停止硅烷浸渍涂装作业。

3）积极进行技术创新，探索、完善硅烷浸渍施工工艺、设备、材料。

5 不同施工方式优缺点

为保证现场硅烷浸渍施工质量，进行了低压喷枪喷涂、辊涂、刷涂三种方式的小区实验，通过小区实验实际情况的观察、研究，对其优缺点得出了以下结论：

表1  不同施工方式优缺点对比

序号	施工方式	优点	缺点
1	喷涂	三种硅烷浸渍方式中喷涂施工速度最快；完成面效果好，混凝土表面无损坏、擦痕等；喷涂厚度均匀，无色差，摸起来较顺滑、细腻；施工面无限制，对于阴阳角、缝隙等也可以施工，未受影响	雾状硅烷容易洒落到空气、地面，喷涂对环境有一定污染，且材料损耗较高；喷涂作业受环境影响、限制，封闭空间内一般不采用喷涂，风力≥5级不可施工
2	辊涂	辊涂施工速度高于刷涂；相比喷涂材料损耗低；辊涂工艺设备投资成本低；可用于封闭空间内、室外较大面积涂装作业	辊涂施工面必须保持平整，阴阳角、缝隙等部位难以覆盖，圆柱类结构物不适用辊涂；
3	刷涂	刷涂工艺设备投资成本低；施工简单，常与辊涂配合，用于刷涂边角位置、缝隙等小面积施工	刷涂效率低，较为费时费力；刷涂作业后易在结构物表面留下刷痕；刷子容易掉毛，易造成表面涂刷不均匀

6 结语

结合实际情况，本项目圆柱墩、结构物边角数量众多，辊涂、刷涂难以满足现有施工目标，确定采用喷涂完成硅烷浸渍施工。根据现场硅烷浸渍实体质量验收检测结果，经处理的混凝土氯化物吸收量的降低效果平均值94.8%、渗透深度3.2mm、吸水率平均值0.0003mm/min1/2，满足设计及规范标准。即使是处于腐蚀性强的海风、海浪、海雾环境，自工程投入使用以来，硅烷浸渍效果明显，结构物防腐性能、防水抗渗性能、耐久性显著提升，混凝土强度未出现降低现象。

参考文献

[1]魏军.硅烷浸渍技术在港珠澳大桥的应用[J].中国高新科技，2019(12).

[2]JTS 153-2015，水运工程结构耐久性设计标准[S].

[3]JT/T 991-2015，桥梁混凝土表面防护用硅烷膏体材料[S].

作者简介：钟凯，男，工学学士，工程师；刘晓龙，男，工学学士，工程师；黎再召，男，工学学士，工程师.