淺談硅烷浸漬在水工建筑物混凝土中的應(yīng)用

沈曉光

（漳州鴻惠工程管理咨詢有限公司，福建 漳州 363107）

1 工程概況

本人曾在廈門港東山5000t級(jí)對(duì)臺(tái)客貨碼頭工程項(xiàng)目中擔(dān)任過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理員工作，該項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為新建1000GT陸島滾裝泊位1個(gè)和5000噸級(jí)對(duì)臺(tái)客貨泊位1個(gè)，碼頭結(jié)構(gòu)形式為重力式沉箱結(jié)構(gòu)，碼頭主體結(jié)構(gòu)中主要包括沉箱、胸墻、門架墩，其結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C40。工程設(shè)計(jì)采用硅烷浸漬保護(hù)的特殊防腐蝕措施提高水工工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕耐久性，硅烷浸漬范圍有沉箱是以外表面從箱頂至向下2.8m范圍內(nèi)以及胸墻、門架墩迎水面，硅烷浸漬總面積2802m2，所用硅烷材料為異丁烯三乙氧基硅烷單體。

2 施工準(zhǔn)備和技術(shù)指標(biāo)

2.1 施工準(zhǔn)備工作內(nèi)容

1）材料采用異丁烯三乙氧基硅烷（SICONG·SP-205），不得以溶劑或其他液體稀釋。材料進(jìn)場(chǎng)應(yīng)有檢測(cè)報(bào)告和產(chǎn)品合格證，為保證原材料產(chǎn)品質(zhì)量委托第三方進(jìn)行檢測(cè)，合格后方可使用。材料應(yīng)按到貨順序使用，任何超過廠方建議適用期材料不得使用。

2）施工機(jī)具采用角磨機(jī)、鋼刷、干凈抹布、可調(diào)高低壓噴槍、外操作平臺(tái)，對(duì)硅烷浸漬專業(yè)施工人員進(jìn)行質(zhì)量安全技術(shù)交底[1]。

2.2 硅烷材料異丁烯三乙氧基硅烷，具體成分硅烷含量指標(biāo)（如表1所示）

表1 硅烷含量指標(biāo)表

3 主要施工工藝

3.1 施工順序

準(zhǔn)備工作→材料準(zhǔn)備和進(jìn)場(chǎng)→混凝土表面處理→噴涂硅烷300ml/m2→6h養(yǎng)護(hù)反應(yīng)→第二遍噴涂硅烷300ml/m2→養(yǎng)護(hù)7d→鉆芯取樣送檢驗(yàn)收

3.2 施工方法

3.2.1 表面處理

1）先對(duì)混凝土進(jìn)行清理，清潔混凝土表面，將欲噴涂硅烷混凝土的表面的污物清除干凈。若表面有砂漿，蜂窩等污物，可用角磨機(jī)進(jìn)行打磨處理，然后用干凈的抹布將表面灰塵清理干凈，防止噴涂硅烷時(shí)吸附硅烷材料，損失材料，影響施工效果；同時(shí)進(jìn)行浸漬表面采用高壓噴水清洗同樣用抹布抹試干凈，沖壓水壓應(yīng)在3000kPa到10500kPa之間，最大流量為8L/min，帶25°扁嘴?；炷帘砻娌捎米詠硭疀_洗后硅烷浸漬前應(yīng)盡量延長噴涂前的自然干燥期限，自然干燥期不得少于72h。

2）預(yù)制構(gòu)件外露混凝土表面裂痕不深、對(duì)結(jié)構(gòu)沒有重大影響的收縮裂縫（≤0.2mm裂縫）可直接涂上多層硅烷，如混凝土裂縫寬度大于0.2mm需采用封閉材料進(jìn)行修補(bǔ)?；炷链嬖谌毕菪扪a(bǔ)好混凝土表面不得有明顯的破損，不得有空鼓、疏松等現(xiàn)像，噴涂硅烷的修補(bǔ)混凝土噴涂時(shí)間差應(yīng)不少于14d。

3）當(dāng)混凝土采用脫膜劑或養(yǎng)護(hù)劑時(shí)，應(yīng)通過噴涂實(shí)驗(yàn)確定對(duì)硅烷浸漬沒有影響，否則應(yīng)在噴涂前應(yīng)使用鋼刷將混凝土表面進(jìn)行打磨。

3.2.2 噴涂施工

1）噴涂硅烷施工前混凝土齡期不得少于28d，混凝土表面溫度應(yīng)在5～45℃之間。施工采用連續(xù)泵送密封噴槍噴涂，其噴槍的壓力不能超60～70kpa，噴嘴距離垂直面不得超過10cm，垂直噴涂。對(duì)于垂直面，應(yīng)采用連續(xù)噴涂技術(shù)達(dá)到飽和浸漬，噴涂時(shí)應(yīng)注意從下往上噴涂，保證有10cm～15cm的流掛現(xiàn)象，經(jīng)處理區(qū)域應(yīng)至少有5s的“光面”效果。噴涂過程應(yīng)防止水進(jìn)入設(shè)備的任何部位。

2）硅烷噴涂遍數(shù)和噴涂量應(yīng)由噴涂試驗(yàn)確定，每遍噴涂量不得少于300ml/m2，噴涂兩遍以上。第二遍噴涂應(yīng)與前一次噴涂間隔不少于6h。噴涂每一遍的定義為每噴涂干燥次數(shù)，干燥之前重復(fù)噴涂次數(shù)都算作一遍。因?yàn)榱⒚媸┕r(shí)形成的流失，為保證單位面積足夠的硅烷停留量和停留時(shí)間，每遍噴涂時(shí)應(yīng)來回噴涂數(shù)次。

3）涂層缺陷部分應(yīng)該重新噴涂，次數(shù)按照上述操作步驟程序，如采用鉆芯取樣，取樣后部位應(yīng)修補(bǔ)后噴涂硅烷[2]。

3.3 硅烷浸漬效果測(cè)試

硅烷噴涂施工完成7d后，按照《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》[3]（JTJ 275-2000）的要求每500m2鉆取7個(gè)直徑為50mm、深度為40±5mm的芯樣，并各取兩個(gè)芯樣分別進(jìn)行吸水率、硅烷浸漬深度和氯化物吸收量的降低效果測(cè)試其中一個(gè)作比較。當(dāng)試驗(yàn)批硅烷浸漬質(zhì)量的三項(xiàng)測(cè)試結(jié)果中任意一項(xiàng)不滿足下列要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)重新浸漬硅烷：

1）吸水率平均值不應(yīng)大于0.01 mm/minl/2；2）浸漬深度應(yīng)達(dá)到3～4mm；3）氯化物吸收量的降低效果平均值不小于90%。

4 硅烷浸漬前噴涂試驗(yàn)

4.1 噴涂試驗(yàn)方法與結(jié)果

1）硅烷噴涂大規(guī)模施工前，應(yīng)通過噴涂試驗(yàn)確定硅烷噴涂遍數(shù)、噴涂量及影響硅烷浸漬效果的因素，避免出現(xiàn)硅烷浸漬達(dá)不到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的效果，造成質(zhì)量問題和返工。首先選定某個(gè)混凝土齡期32d的沉箱一層混凝土面，分別畫出尺寸面積相等的4塊區(qū)域，標(biāo)識(shí)為A、B、C、D，然后按照下列方法進(jìn)行施工。

區(qū)域A—噴涂施工前對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理，每遍噴涂量控制在300ml/m2噴涂兩遍，施工方法和條件嚴(yán)格按照硅烷浸漬的施工工藝的要求。

區(qū)域B—混凝土表面清洗后自然干燥24h后進(jìn)行硅烷噴涂施工，其他施工方法和條件均與施工區(qū)域A相同。

區(qū)域C—噴涂施工前除了未對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理，其他施工方法和條件均與施工區(qū)域A相同。

區(qū)域D—噴涂施工前對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理，每遍噴涂量控制在450ml/m2噴涂三遍，施工方法和條件嚴(yán)格按照硅烷浸漬的施工工藝的要求。

2）在硅烷噴涂試驗(yàn)第10d按照硅烷浸漬效果測(cè)試的方法取樣進(jìn)行檢測(cè)，在出具硅烷效果測(cè)試結(jié)果后對(duì)不合格的區(qū)域B、C，按照每遍噴涂量300ml/m2噴涂兩遍加強(qiáng)補(bǔ)噴，然后再進(jìn)行硅烷效果測(cè)試，測(cè)試結(jié)果仍不合格。具體結(jié)果見表2。

表2 硅烷效果測(cè)試表

4.2 噴涂試驗(yàn)比對(duì)分析

1）通過A、B對(duì)比可以得出混凝土表面干燥程度對(duì)硅烷浸漬存在較大的影響導(dǎo)致硅烷浸漬不合格，在條件允許的情況下盡可能的延長混凝土的干燥時(shí)間。混凝土表面含水率過高使得水與毛細(xì)孔形成張力，硅烷浸漬在沒有外力的作用下很難滲透到基底內(nèi)部形成憎水屏障；2）通過A、C對(duì)比可以得出混凝土表面未進(jìn)行處理導(dǎo)致硅烷浸漬效果不佳出現(xiàn)不合格。本工程沉箱施工過程中采用了脫模劑，并使用了養(yǎng)護(hù)液對(duì)沉箱進(jìn)行噴涂養(yǎng)護(hù)，混凝土表面未處理使得這些污物堵塞了混凝土的毛細(xì)孔阻止了硅烷滲透到基材內(nèi)部；3）通過A、D對(duì)比可以得出硅烷施工過程中主要滿足規(guī)范要求的每遍噴涂量控制在300ml/m2噴涂兩遍即可滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，若增加噴涂量和遍數(shù)對(duì)硅烷浸漬的效果增加并不明顯；4）硅烷浸漬施工完成后達(dá)到一定時(shí)間后，若在不合格區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)噴無法達(dá)到浸漬效果。

5 結(jié)語

硅烷浸漬施工工藝雖簡(jiǎn)單，但影響硅烷浸漬效果的因素有很多，施工過程中操作人員對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理常被忽略，混凝土表面的污物和干燥程度對(duì)硅烷浸漬效果存在較大的影響，多數(shù)情況下會(huì)導(dǎo)致不合格，施工過程應(yīng)對(duì)混凝土表面進(jìn)行嚴(yán)格的處理和現(xiàn)場(chǎng)暑促工作；在胸墻、門架墩迎水面的硅烷浸漬，實(shí)際施工過程中，均會(huì)考慮到檢測(cè)過程時(shí)的可操作性和安全性，一般都是制作硅烷的替代構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)，但其代表性不夠強(qiáng)。故施工單位在硅烷正式施工前務(wù)必進(jìn)行噴涂試驗(yàn)，確定噴涂參數(shù)和影響因素，過程中嚴(yán)格按照參數(shù)要求和相關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施施工。若施工過程導(dǎo)致硅烷浸漬效果達(dá)不到要求，采用補(bǔ)噴有難度能起到理想的效果，此時(shí)應(yīng)采取其他的、有效的防腐加強(qiáng)措施。