渾河閘混凝土護坦板表面噴涂硅烷與抗凍性試驗研究

郭彩銀

(遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113007)

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渾河閘混凝土護坦板表面噴涂硅烷與抗凍性試驗研究

郭彩銀

(遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧 撫順 113007)

摘要：文章提出了解決混凝土抗凍性的重要性，介紹了混凝土表面噴涂硅烷的施工過程，檢測了噴涂硅烷混凝土的浸漬深度、氯化物吸收量的降低效果和凍融循環次數。混凝土護坦板表面噴涂硅烷后，可以大幅度降低混凝土的吸水率，降低氯化物向混凝土的滲透侵蝕，有效提高混凝土的抗凍性，且工藝簡單容易施工，效果良好。

關鍵詞：渾河閘；混凝土；硅烷；抗凍性；施工；研究

1問題的提出

混凝土的抗凍性作為混凝土耐久性的一個重要內容，尤其在北方寒冷地區，是一個急待解決的重要問題。據耐久性調查資料表明，北方地區水工建筑物幾乎100 %工程局部或大面積地遭受不同程度的凍融破壞[1]。混凝土的凍融破壞嚴重影響了建筑物的使用壽命和安全運行，為使工程繼續發揮其功能，需付出很大的人力、財力和物力來維修和重建，因此，解決混凝土凍融破壞已成為混凝土耐久性方面的主要問題之一。

為解決混凝土的抗凍性，目前混凝土施工和生產中通常采用加入外加劑，如：引氣劑、減水劑等，或者采用早強水泥和細料摻合料等方法，最終目的就是減少混凝土內部孔隙率，減少體積收縮，來提高混凝土的強度、抗凍性和抗滲性，提高混凝土耐久性。但大多數水工混凝土施工過程較為傳統，要達到相應的指標要求所需條件較高，費用較大。所以研發出提高混凝土耐久性的新方法，特別是抗凍性能方面，達到工藝簡單、施工方便、造價低、又能達到指標，是非常必要的。

渾河閘位于沈陽市鐵西區，擔負著沈陽城市防洪和下游5.33 萬hm2農田的灌溉任務，于2013年進行了底板拆除及新建工程，為確保本工程耐久性，于2015年采用了表面噴涂硅烷的施工方法。文章介紹了渾河閘混凝土護坦板表面噴涂硅烷的施工過程以及施工后混凝土的吸水率和抗凍性能效果，為其它工程的應用提供了依據。

2施工方法

2.1施工范圍

攔河閘底板樁號：H0+025.00～H0+095.72，左岸沖沙閘底板樁號：H0+025.00～H0+105.40，右岸沖沙閘底板樁號：H0+025.00～H0+104.00。噴涂面積共計16909m2。施工范圍平面圖見圖1。

2.2施工材料特點

本工程采用的主要是防滲防腐蝕材料SP205硅烷，這種材料有以下特點：

1)硅烷的特殊小分子結構，可以滲透到混凝土內部10多毫米上下。

2)硅烷可與空氣和基底中的水分產生化學反應，在混凝土縫隙內形成形成牢固的憎水層，達到表面基本不吸水狀態。

3)材料對硅酸鹽類建筑材料有著很高的親和力，使浸漬處理后的混凝土表面具有異常的耐久性。

4)浸漬后的混凝土表面不會改變原有的外觀，并保持混凝土與外界的呼吸，對紫外線、酸雨、腐蝕性化學物質以及微生物等環境因素具有良好的抵抗力，從而有效延長混凝土結構耐久性。

5)可以大幅度提高混凝土抗凍性能。

圖1渾河閘護坦板噴涂硅烷范圍平面圖

2.3施工過程及方法

1)表面清理及伸縮縫清除。所清除的部位，待表面干燥后，用角磨機將混凝土表面打磨平整，并清除基面上的薄弱水泥漿層、污垢、附著物等，再用高壓風或高壓水清除打磨掉的附著物，根據涂層材料要求保證表面清潔。伸縮縫清除深度2 cm，晾曬2～3 d使混凝土表面完全干燥以滿足噴涂施工要求。

2)涂層施工。施工前先進行噴涂試驗，地點選在左岸沖砂閘處，試驗面積約550 m2，驗證單遍噴涂速度、效果及使用數量，作為主體噴涂的施工依據。噴涂作業施工期間，均在溫度高于4℃時進行，溫度滿足了材料使用要求。投入噴涂設備8臺套，每處噴涂面需噴涂兩次，分兩日噴涂。涂層施工完畢后對涂層表面進行質量檢查，不合格部位進行返工處理。根據涂層材料要求，使用密封噴槍進行施工。噴涂過程中，施工人員全部佩戴防護眼鏡、口罩，穿絕緣水靴等防護用品。最后，采用雙組份聚硫密封膠進行伸縮縫封填，施工全過程要求界面保持干凈和干燥。

3)養護。涂層施工完畢對噴涂部位進行養護處理，養護過程中，禁止大型機械設備碾壓，避免涂層表面污染及破壞。

3試驗結果

最后一次噴涂硅烷10 d后，現場抽檢3個斷面，每個斷面檢測一個檢測單元，共計抽檢3個檢測單元，在每個檢測單元內隨機鉆取6個直徑為50 mm、深度為40±5 mm的芯樣，分別進行浸漬、吸水率、氯化物吸收量的降低效果和凍融循環次數試驗，試驗結果如下：

3.1浸漬深度

本次試驗部位混凝土強度等級為C25F150W4，依據JTJ275—2000《海港工程混凝土結構防腐技術規范》，對于強度等級≤C45的混凝土，硅烷浸漬應達到3～4 mm。本次試驗中6個噴涂了SP-205硅烷的試樣的浸漬深度均達到了規范要求。試驗結果見表1。

3.2吸水率

依據相關規范，噴涂硅烷后，試樣的吸水率平均值≤0.01 mm/min0.5。本次試驗中6個噴涂了SP-205硅烷的試樣的吸水率均達到了規范要求。試驗結果見表2。

3.3氯化物吸收量的降低效果

依據相關規范，噴涂硅烷后，試樣氯化物吸收量的降低效果平均值≥90%。本次試驗中6個噴涂了SP-205硅烷的試樣的氯化物吸收量的降低效果均達到了規范要求。試驗結果見表3。

表1　硅烷浸漬深度試驗結果　mm

表2　吸水率試樣試驗結果

表3　氯化物吸收量的降低效果試驗結果

3.4抗凍試驗結果

基準混凝土為C25F150，和表面噴涂硅烷的混凝土相比，凍融循環次數由原來的150次提高到200次以上。抗凍性能有了很大提高，試驗結果如表4。

表4　混凝土抗凍標號試驗結果

4試驗結論

通過以上試驗可看出，混凝土護坦板表面噴涂硅烷后，可以大幅度降低混凝土的吸水率，降低氯化物向混凝土的滲透侵蝕，有效提高混凝土的抗凍性，對保護混凝土耐久性有明顯作用，且工藝簡單容易施工，未改變原有建筑物的形狀和結構。

5結語

在混凝土表面噴涂硅烷，可以在混凝土表面形成憎水層，大幅降低混凝土的吸水率，有效地提高混凝土結構抵抗水侵蝕和以水分為侵蝕媒介的侵蝕，改善混凝土結構耐久性[2]。通過在渾河閘混凝土護坦板表面噴涂硅烷的實例表明，混凝土表面噴涂硅烷能夠提高混凝土抗凍性，對延長混凝土使用壽命是既經濟又有效的措施，現經過一個冬季的運行，效果良好，未發現有凍裂現象。

參考文獻：

[1]郭玉蘭.提高混凝土抗凍性能的研究概述[J].中國集體經濟，2007(06)：179.

[2]趙尚傳，徐永利，俞海.混凝土表面硅烷浸漬吸水率與抗凍性試驗研究[J].公路，2009(9)：260.

文章編號：1007-7596(2016)02-0025-03

[收稿日期]2015-09-26

[作者簡介]郭彩銀(1982，-)女，山西定襄人，工程師，從事工程管理工作。

中圖分類號：TU755

文獻標識碼：B