硅烷乳液憎水剂用量对混凝土性能的影响研究

文章主要研究了不同用量的硅烷乳液憎水剂对混凝土性能的影响,探索改良混凝土性能的配料方法。具体而言,在混凝土基础制备过程中,调整硅烷乳液憎水剂掺量。制备4组试验试件,其中硅烷乳液与混凝土的质量比分别为1.0%、1.5%、2.0%及空白组,对四组试验试件分别开展力学性能、防水性能、抗碳化、抗冻融测试。试验测试结果显示:硅烷乳液憎水剂用量越高,混凝土力学性能与抗冻融性能越差,但是1.5%硅烷乳液憎水剂混凝土具有良好的防水性与抗碳化性能,该试件能抵御水分下渗至混凝土,水体能直接从混凝土表面流失且带走灰尘,达到良好的冲洗清洁效果。因此,适量使用硅烷乳液憎水剂能提升混凝土的耐久性与防水性。

掺硅烷乳液制备整体防水混凝土的抗冻性试验研究

进行了掺硅烷乳液制备整体防水混凝土的水冻、盐冻以及不同冻融损伤后的毛细吸水试验。结果表明,在混凝土拌合料中掺加一定量的硅烷乳液,使混凝土的抗冻性降低,并且随着硅烷掺量增加,混凝土的抗冻性能变差。但是在不同的冻融损伤条件下,掺硅烷制备整体防水混凝土仍具有较好的抵抗水分侵入性能。

内掺烷基烷氧基硅烷乳液制备整体防水混凝土

用内掺烷基烷氧基硅烷乳液制备了整体防水混凝土,通过强度、吸水系数和氯离子侵入等试验对其性能进行了研究。结果表明,硅烷乳液延缓了水泥水化反应,使混凝土强度降低,掺量不宜超过3%;内掺硅烷能够降低混凝土的吸水系数88%以上,即使表面磨损7mm,降低率仍保持在82%以上,体现了其整体防水性;由于混凝土中部分微小凝胶孔的孔壁不能被憎水化,决定了硅烷掺量存在一个临界值,为3%;此外,防水混凝土能有效抑制氯离子侵入,使氯离子渗透深度由12mm降为4～6mm。

硅烷乳液对水泥基整体防水材料渗透性的影响

向混凝土掺入一定比例的聚乙烯醇纤维、硅烷乳液,制成内掺硅烷整体防水增强水泥基试件。通过四点弯曲试验测定试件在不同弯曲应力水平下的抗水渗透性能、抗氯离子渗透性能。结果表明,试件的抗渗透性能随着弯曲应力水平的提高而降低;提高试件的养护时间可提高其抗渗透性能;在应力水平相同、养护时间相同条件下,内掺硅烷试件的水分侵入总量、毛细吸收系数、氯离子侵入量均有较大幅度的降低;其中28天养护期试件在弯曲应力达到极限应力的30%时,内掺硅烷试件的毛细吸水系数比空白试件降低41.3倍。

内掺硅烷乳液制备整体防水混凝土的渗透性能试验研究

通过水的压力渗透和毛细吸收试验,定量地研究了内掺硅烷乳液整体防水混凝土的渗透性能,研究结果表明,内掺硅烷乳液的混凝土具有很好的抗渗性。

“刚性防水和混凝土结构自防水”系列报道之四 内掺硅烷乳液防水混凝土的耐久性试验研究

对内掺硅烷乳液的防水混凝土进行耐久性试验,包括不同硅烷乳液掺量下混凝土的抗压强度试验、毛细吸水试验、渗透试验和抗冻试验。结果表明,内掺硅烷乳液的防水混凝土在毛细吸收和静水压力作用下有很好的抵抗水分侵入的能力。但是,由于硅烷颗粒的存在减缓了水泥的水化作用,使得内掺硅烷乳液的防水混凝土的抗压强度及抗冻性能较空白混凝土下降;并且随着硅烷掺入量的增加,其抗压强度降低、抗冻性能变差。

内掺硅烷乳液的PVA-SHCC高温作用后抗渗性能研究

水溶液中的氯离子等腐蚀性物质容易通过水泥基材料中的孔隙进入到材料内部，加速其耐久性的劣化。抗渗性能的好坏直接关系到水泥基材料耐久性的优劣，内掺有机硅防水剂是改善其抗渗性能的有效方法。通过毛细吸水试验研究不同温度作用后SHCC的抗渗性能，结果表明，内掺Protectosil MH50硅烷乳液显著提高了SHCC的抗渗性能；硅烷乳液在200-300℃区间内分解，但300℃未完全失效。试验还表明，PVA纤维的掺入会降低SHCC的抗渗性能。

内掺硅烷乳液的PVA改性水泥基复合材料温度作用后的力学性能研究

掺加PVA纤维的应变硬化水泥基复合材料(SHCC)改善了水泥基材料的脆性,具有较高的抗拉强度和韧性。本研究通过力学性能试验考察了在不同温度作用下,内掺硅烷乳液的PVA-SHCC的抗折、抗压强度和弯曲韧性,结果表明,内掺硅烷乳液对SHCC的力学性能没有明显影响;PVA纤维能明显提高SHCC的强度和韧性,随着温度的升高,纤维增强作用逐渐消失。

“刚性防水和混凝土结构自防水”系列报道之十九 内掺硅烷乳液的防水砂浆在荷载作用下抗渗透性研究

制备了内掺硅烷乳液的防水砂浆试件,通过四点弯曲试验使试件受到不同的外部应力作用,对受力后的试件进行毛细吸收试验,测定其抗水渗透和抗氯离子渗透性能。结果表明,空白试件和内掺试件的抗渗透性随着应力的增加而减少;但是,与空白试件相比,内掺试件在不同外部应力环境下均具有良好的抗渗透性。

混凝土表面硅烷乳液防水处理效果的对比研究

通过采用德国瓦克(Wacker)公司和武汉某公司生产的硅烷乳液对混凝土试块进行防水处理,分析硅烷乳液防水剂防水及减少氯离子侵入的效果。

内掺硅烷乳液制备防腐混凝土

用内掺硅烷乳液制备防腐混凝土,通过掺加小掺量硅烷乳液对混凝土强度、吸水率和抗氯离子渗透性能进行试验研究,制备早期强度不低于普通混凝土,与普通混凝土相比吸水率降低20%-40%,混凝土非稳态氯离子迁移系数低于4×10-12m2/s的高抗氯离子防腐混凝土,从而提高混凝土的耐久性。

内掺硅烷乳液憎水剂对混凝土性能的影响

通过强度测试、水化热实验、热重分析、毛细吸水实验以及压汞实验研究了内掺硅烷乳液憎水剂对混凝土强度以及毛细吸水性能的影响规律及其机理。结果表明:高掺量硅烷乳液一定程度上抑制水泥水化,从而导致混凝土早龄期抗压强度和劈裂抗拉强度下降以及28d养护后水泥净浆试块中毛细孔的体积增大。毛细吸水实验表明:28d龄期混凝土毛细吸水过程的初始吸水速率、二次吸水速率以及总吸水量因硅烷乳液的引入而显著降低;硅烷乳液通过与水泥水化产物反应在毛细孔孔壁形成一层烷基疏水层,使混凝土毛细孔壁性质由亲水性转变为憎水性,进而显著降低混凝土的吸水速率和总吸水率;高水灰比混凝土的毛细孔体积较大,因此硅烷乳液对其影响更为明显。

TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液对带损伤水泥基材料的防护

以异丁基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯(TEOS)为主要原料,制备了TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液(简称复合乳液),并对比研究了复合乳液、异丁基三乙氧基硅烷乳液、TEOS三种材料对水泥基材料在出现磨损(5 mm范围内)和裂缝(0.1~0.5 mm范围内)损伤后防水效果的影响。结果表明,复合乳液、异丁基三乙氧基硅烷乳液对出现损伤后的水泥基材料具有很好的防水效果,TEOS的效果较差。当再生混凝土磨损深度达到5 mm时,涂覆复合乳液的试块比未磨损试块的吸水系数分别降低了45.8%(C40)和54.6%(C50)。涂覆复合乳液后,即使水泥基材料出现0.2 mm和0.5 mm裂缝,试块的毛细吸水系数也比未涂覆时分别降低了74.8%和70.1%。

异丁基三乙氧基硅烷复合乳液对泡沫混凝土防水性能的影响

用溶胶合成法制备了4种异丁基三乙氧基硅烷复合乳液(IBTS乳液、GO/IBTS复合乳液、TEOS/IBTS复合乳液和GO/TEOS/IBTS复合乳液),并在泡沫混凝土表面进行防水处理,通过毛细吸水、渗透深度、SEM、EDS等方法研究了复合乳液对泡沫混凝土防水性能的影响。结果表明:4种复合乳液均具有良好的防水效果,当单次涂覆时,毛细吸水系数分别减少了84.35%(GO/TEO/IBTS复合乳液)、79.47%(GO/IBTS复合乳液)、67.80%(TEOS/IBTS复合乳液)和65.00%(IBTS乳液);IBTS乳液在泡沫混凝土内部形成的防水层最厚,达到16.05 mm,TEOS/IBTS复合乳液形成的防水层最薄,但也达到了13.99 mm;SEM、EDS微观试验发现复合乳液改变了泡沫混凝土的微观形貌。

硅烷复合乳液对水泥砂浆干燥收缩性能及力学性能的影响

将氧化石墨烯/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液(GO/IBTS复合乳液)和正硅酸四乙酯/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液(TEOS/IBTS复合乳液)分别内掺到水泥砂浆中,研究了两种硅烷复合乳液在不同掺量下对砂浆在养护过程中的干燥收缩性能、水分散失和力学性能的影响。研究结果表明:GO/IBTS复合乳液能有效抑制砂浆的干燥收缩和水分散失,当掺量为2%时,砂浆干燥收缩量和水分散失量达到最小,而且力学强度达到平均最高;TEOS/IBTS复合乳液对砂浆干燥收缩和水分散失的抑制作用不明显,但是当掺量为2%时,力学性能达到最大,抗压强度和抗折强度分别提高了5%和17%;但两种硅烷复合乳液掺量不宜超过水泥质量的3%。通过SEM、EDS测试发现,GO/IBTS复合乳液会在砂浆内部形成一层分散均匀的絮状结构。另外,红外光谱测试结果表明,硅烷复合乳液通过化学键与水泥基材料相结合。

聚硅氧烷有机硅拒水剂的制备与应用

以氢氧化钾(KOH)为催化剂,八甲基环四硅氧焕(D4)为单体,80℃制备了聚硅氧烷种子细乳液;正硅酸四乙酯(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)的混合水解液为改性剂;采用饥饿态半连续种子乳液聚合法,制备出具有良好柔顺性的复合型有机硅拒水剂。探讨了催化剂和改性剂的添加量对拒水效果的影响。通过对棉布接触角和淋水试验的测试,得出了该拒水剂的最佳使用浓度为1.0%,处理后棉织物与水的接触角可达105.2°,淋水试验评分达到95分,表明该拒水剂具有良好的拒水效果。

内掺硅树脂对水泥基材料湿度扩散和干缩性能的影响

水泥基材料的湿度扩散和干缩性能是影响其耐久性的重要方面。本文研究了高交联硅树脂乳液对水泥基材料湿度扩散和干缩性能的影响。高交联硅树脂乳液以辛基三甲氧基硅与丙基三甲氧基硅烷两种单体为原料,通过乳液聚合的方式制成。结果表明,水泥基材料的失水量随着环境相对湿度的降低而增大,由于掺加的硅树脂乳液阻止了水泥基材料水化进程,能够有效控制水泥基材料的早期收缩,使得掺加硅树脂乳液的砂浆试块的收缩量小于未处理的砂浆试块。随着硅树脂乳液掺量的增加,砂浆试块前期的干缩量减小,但干燥龄期越长,硅树脂乳液的干缩影响越小。

防水处理对混凝土断裂能的影响

混凝土表面防水处理是防止混凝土腐蚀,延长混凝土寿命的有效措施之一.在众多防水措施中,涂刷硅烷乳液是常用的保护技术.通过三点弯曲试验测试不同施工量的硅烷乳液对混凝土断裂能的影响.研究表明:用硅烷乳液进行防水处理的水泥基材料,断裂能增大;并且断裂能随防水剂渗透深度的增大而增大.当防水剂渗透深度相同时,断裂能随水灰比的减小而增大.

SHCC水泥基整体防水材料在荷载作用下的渗透性研究

将一定比例的硅烷乳液掺入SHCC水泥基复合材料中,制备水泥基整体防水复合材料,通过四点弯曲应力试验、毛细吸收试验,测试试件在不同应力作用下的抗水-氯离子渗透性。试验结果表明,对比空白试件,内掺防水材料试件具有更加优异的抗渗透性能,其毛细吸水量及氯离子侵入量均有较大幅度的降低,当应力水平超过其极限应力的70%时仍保持较好的抗水-氯离子渗透性能。

水泥基整体防水复合材料在弯曲应力作用下渗透性研究

向水泥基复合材料中添加硅烷乳液制备整体防水试件,通过四点弯曲试验,测定试件在不同应力、应变的多缝开裂环境下抗水渗透性能。试验结果表明:对比未掺入硅烷乳液的空白试件,水泥基整体防水试件具有良好的抗水渗透性能,即使在较高的应变环境下,仍能有效的抵抗水分的侵入,从而提高了试件的耐久性能。