硅烷浸渍剂是一种以有机硅烷为主要成分的化学防护材料,通过渗透到混凝土、石材等多孔基材内部,与基材中的羟基(-OH)发生化学反应,形成一层斥水、透气的化学防护膜。天津九延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。其核心作用是阻止水分、氯离子、硫酸盐等腐蚀性介质侵入基材,同时不影响基材的 “呼吸性”(允许水汽排出),从而延长基材的使用寿命,尤其适用于钢筋混凝土结构的耐久性防护。
核心成分与作用机理
1. 主要成分
硅烷浸渍剂的有效成分是有机硅烷化合物,常见类型包括:
烷基硅烷(如异丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷):疏水性强,适用于大多数混凝土防护。
氨基硅烷:反应活性更高,与基材粘结更牢固,常用于潮湿环境。
此外,为改善施工性,产品中可能添加溶剂(如酒精、石油醚)调节粘度,或添加少量催化剂(如有机酸)加速反应。
2. 作用机理
硅烷分子渗透到基材(如混凝土)内部后,发生水解 - 缩合反应:
水解:硅烷中的烷氧基(-OR)与基材孔隙中的水分反应,生成硅醇基(-Si-OH)。
缩合:硅醇基与混凝土中的羟基(如水泥水化产物中的 Ca (OH)₂、C-S-H 凝胶的 - OH)结合,形成稳定的硅氧烷化学键(-Si-O-),并在基材内部形成三维网状结构。
最终,基材表面及内部孔隙被硅烷分子覆盖,赋予其憎水性—— 水分在表面形成水珠滚落,无法渗透到内部,而基材内部的水汽可通过孔隙排出(透气不渗水)。
关键性能指标
硅烷浸渍剂的防护效果取决于以下核心性能:
渗透深度:在混凝土中的有效渗透深度≥3mm(标准要求),确保对内部钢筋形成保护。
接触角:处理后混凝土表面的水接触角≥90°(疏水),优质产品可达 110° 以上(超疏水),水珠滚落性好。
吸水率降低率:经处理的混凝土,7 天吸水率较未处理样品降低≥90%,直观体现防水效果。
氯离子渗透阻力:通过 “电通量法” 或 “氯离子扩散系数法” 测试,氯离子渗透量降低≥80%,有效阻止钢筋锈蚀。
耐久性:防护效果可持续 10~20 年(户外暴露条件),抗紫外线、耐酸碱腐蚀,不粉化、不剥落。
适用场景
硅烷浸渍剂因 “深层防护、不改变基材外观” 的特点,广泛应用于以下领域:
钢筋混凝土结构:桥梁、隧道、港口码头、海工建筑(如防波堤)、高速公路护栏等,防止氯离子(海风、除冰盐)、水分导致钢筋锈蚀。
历史建筑与石材:古建筑墙体、石材雕塑、纪念碑等,保护基材免受雨水侵蚀,同时不影响其原貌。
工业设施:化工车间地面、储罐基础、污水处理池等,抵抗化学介质渗透。
修复工程:对已出现轻微碳化、裂缝的混凝土结构,作为修复后的 “防护层”,延缓劣化。
施工工艺
硅烷浸渍剂施工需严格控制基材状态和操作流程,确保渗透效果:
基材预处理
清理表面:去除浮尘、油污、松动涂层、青苔等,可用高压水枪(压力≥15MPa)冲洗,或机械打磨(露出新鲜基层)。
干燥处理:混凝土表面含水率需≤10%(可通过湿度仪检测),潮湿基材会影响硅烷渗透和反应。若基材潮湿,需选用 “潮湿型硅烷” 或延长干燥时间。
施工方式
喷涂:采用高压无气喷涂机,均匀喷涂 2~3 遍(间隔 1~2 小时),确保基材表面湿润但不流淌。
涂刷:用羊毛刷或滚刷,适用于小面积或复杂造型(如构件棱角),避免漏涂。
浸渍:将小型构件完全浸泡在硅烷溶液中(适用于实验室或预制件)。
养护
施工后 24 小时内避免淋雨、积水,温度低于 5℃时需采取保温措施(防止硅烷反应停滞)。
7 天后可完全发挥防护效果,期间避免机械磨损。
与其他防护材料的对比
材料类型 | 硅烷浸渍剂 | 防水涂料(如聚氨酯) | 防水卷材 |
防护方式 | 深层渗透,化学结合 | 表面成膜,物理阻隔 | 表面铺贴,物理隔离 |
透气性 | 好(允许水汽排出) | 差(易起鼓) | 差 |
耐久性 | 长(10~20 年) | 中等(5~10 年,易老化开裂) | 中等(8~15 年,接缝易渗漏) |
对外观影响 | 无(不改变颜色和质感) | 有(形成涂层,改变外观) | 有(覆盖表面) |
适用基材 | 多孔材料(混凝土、石材等) | 平整表面(金属、混凝土) | 大面积平整基层 |
注意事项
硅烷浸渍剂为化学品,施工时需佩戴手套、护目镜,避免接触皮肤和呼吸道(溶剂型产品需通风)。
不适用于非多孔材料(如玻璃、金属),其表面无羟基,无法发生化学反应,防护效果差。
对严重破损(如大裂缝、钢筋外露)的结构,需先修复再做硅烷浸渍,否则无法阻止介质从裂缝侵入。
发展趋势
随着对耐久性要求的提高,硅烷浸渍剂正向高性能化、环保化发展:
水性硅烷:以水为溶剂,替代传统有机溶剂,降低 VOC 排放,更环保。
复合型硅烷:复配纳米材料(如纳米 SiO₂),提升渗透深度和耐候性。
自修复型:添加微胶囊技术,当防护层受损时释放硅烷进行自我修复。
硅烷浸渍剂作为 “隐形防护盾”,在延长基础设施寿命、降低维护成本方面具有不可替代的作用,是混凝土耐久性防护的核心技术之一。
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