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硅烷浸渍剂是一种以小分子硅烷为主要成分的化学防护材料,通过渗透到混凝土、石材等无机基材内部,与基材中的羟基(-OH)反应形成化学结合,在孔隙表面形成一层疏水硅氧烷薄膜,从而赋予基材防水、防氯离子渗透、抗冻融、延缓碳化等耐久性提升功能,高路(河南)新材料科技有限公司始终致力于硅烷浸渍剂的研发与生产,在石化、铁路、公路、机场、码头、核电、风电、水利水电等行业中合作案例丰富并享有好评。且不改变基材外观和透气性,是“深层防护、主动抗劣化”的典型材料。
核心成分与作用机理
主要成分:
以小分子有机硅烷为核心(如异丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷等),分子通式为 RSi(OR')₃(R为疏水烷基,如异丁基、辛基;OR'为可水解基团,如乙氧基)。溶剂型产品含少量有机溶剂(如二甲苯、异丙醇),水性产品则以水为分散介质(需添加乳化剂)。
防护机理:
渗透过程:小分子硅烷(分子量通常<300)能快速渗透到混凝土表层5-10mm(致密基层3-5mm),通过毛细孔、微裂缝进入基材内部;
化学反应:硅烷中的可水解基团(OR')与混凝土中的游离水、水泥水化产物(如Ca(OH)₂)反应,释放乙醇(或甲醇),生成 Si-OH 基团;
疏水成膜:Si-OH与混凝土基材表面的羟基(-OH)发生缩合反应,形成 Si-O-Si 化学共价键(与基材牢固结合),剩余的疏水烷基(R)朝向孔隙内部,形成“僧水层”,阻止水分、氯离子等有害介质侵入。
关键性能指标(国家标准GB/T50755-2012)
性能指标 | 溶剂型硅烷要求 | 水性硅烷要求 | 核心意义 |
硅烷含量 | ≥98%(异丁基硅烷) | ≥30%(乳液型) | 含量越高,反应活性与渗透深度越好 |
渗透深度 | ≥3mm(混凝土基层) | ≥2mm(混凝土基层) | 保证深层防护,而非仅表面防水 |
吸水率降低率 | ≥90%(7d) | ≥85%(7d) | 体现疏水效果,降低水分侵入量 |
氯离子吸收量降低率 | ≥90%(28d) | ≥85%(28d) | 核心指标,防止钢筋锈蚀(海港工程关键) |
接触角 | ≥90°(疏水,越大越好) | ≥85° | 直观反映表面憎水能力(≥110°为超疏水) |
干燥时间 | 表干≤4h,实干≤24h | 表干≤6h,实干≤48h | 影响施工效率与后续工序安排 |
主要分类与适用场景
按形态与溶剂类型:
溶剂型硅烷:以有机溶剂(如二甲苯)为载体,硅烷纯度高(≥98%),渗透深度大(3-5mm),适合干燥、致密的混凝土基层(如桥梁梁体、混凝土柱),但挥发性强、需注意防火(闪点低)。
水性硅烷(乳液型):以水为载体,添加乳化剂分散硅烷,环保性好(无有机溶剂挥发),但渗透深度稍浅(2-3mm),适合潮湿基层(含水率≤10%)或对环保要求高的场景(如室内构件、居民区工程)。
按防护对象:
混凝土专用型:侧重抗氯离子渗透、抗碳化(如海港码头、跨海大桥,抵御海水氯离子侵蚀钢筋);
石材/砖石专用型:侧重防水防污(如古建筑石材墙面、大理石地面,防止雨水渗入导致风化、返碱);
严寒地区专用型:添加抗冻组分,提升基材抗冻融循环能力(如北方桥梁、隧道,减少冻胀破坏)。
典型应用场景
海港与海洋工程:码头桩基、防波堤、跨海大桥承台等,长期受海水浸泡,硅烷可阻止氯离子(Cl⁻)渗透(氯离子是导致钢筋锈蚀的“元凶”),延长结构寿命(可使混凝土耐久性提升20-30年)。
桥梁与高架工程:梁体、桥墩、支座等,防护除冰盐(含NaCl)侵蚀、雨水渗透导致的钢筋锈蚀和混凝土碳化(碳化会降低混凝土pH值,破坏钢筋钝化膜)。
历史建筑保护:古建筑砖墙、石材构件(如故宫墙体、石窟佛像),硅烷能在不改变外观的前提下,深层防水,同时允许基材内部水汽排出(避免“闷水”导致的风化)。
工业地坪与储罐:化工厂地面、酸碱储罐基础,防化学介质渗透(非强腐蚀环境),减少混凝土表层劣化。
冻融环境工程:北方寒冷地区的道路、隧道衬砌,通过减少水分侵入,降低冻融循环(水结冰膨胀→解冻收缩)导致的表层剥落、裂缝。
施工关键技术(以混凝土基层为例)
基层预处理:
清理:用高压水枪(≥5MPa)或钢丝刷清除表面浮灰、油污、松动砂浆,对裂缝(宽度≥0.2mm)需先用修补砂浆填充;
干燥度:溶剂型硅烷要求基层含水率≤8%(用含水率测定仪检测),水性硅烷≤10%(潮湿基层需通风干燥3-7天);
温度:施工环境温度5-35℃(低于5℃反应停滞,高于35℃易快速挥发),雨天、大风天(风速>5m/s)禁止施工。
施工方式:
喷涂:用低压喷雾器(喷嘴口径1-2mm)均匀喷涂,确保表面湿润但不流淌(避免硅烷积聚浪费);
刷涂/滚涂:适合小面积或复杂造型(如构件棱角、凹槽),用毛刷或滚筒往复涂刷2-3次,每次间隔1-2小时(前一遍表干后);
用量:溶剂型硅烷用量200-300g/㎡(渗透深度3mm),水性硅烷300-400g/㎡,具体按基层孔隙率调整(多孔混凝土需增加用量)。
养护与后处理:
施工后24小时内避免淋雨、洒水或被污染(硅烷需充分反应形成硅氧烷膜);
7天内避免重荷载碾压(如车辆通行),确保防护层完全固化;
过量积聚在表面的硅烷(未渗透部分)可在表干前用干布擦拭,避免形成“白霜”(不影响防护效果,但影响外观)。
选购与注意事项
按场景选类型:海洋工程、干燥基层优先选溶剂型(渗透深、抗氯效果强);潮湿基层、环保要求高选水性(安全性好)。
认准标准认证:需符合GB/T50755标准,提供检测报告(重点看渗透深度、氯离子降低率),避免用“硅烷含量不足”的劣质产品(添加大量稀释剂)。
安全防护:溶剂型硅烷属易燃品,施工时远离火源,通风良好,操作人员戴防毒面具;水性硅烷需避免皮肤长期接触(轻微刺激性)。
储存:密封避光储存(保质期12个月),溶剂型需单独存放(远离火源),水性需防冻(0℃以下易结冰失效)。
硅烷浸渍剂的核心优势在于“主动渗透、深层防护、不破坏基材”,尤其适合对外观和耐久性要求高的工程,是混凝土结构“耐久性设计”中抵御化学侵蚀、物理劣化的关键材料。
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