有色硅烷是在传统无色硅烷(如甲基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷等)基础上,通过添加耐候性无机颜料(如氧化铁红、钛白粉、炭黑、氧化铬绿等)改性而成的新型混凝土表面防护材料。其核心功能仍以硅烷的 “渗透型防腐、防碳化、防水” 为主,额外增加了外观美化、色差遮盖、施工痕迹识别等优势,兼顾防护性与装饰性,广泛应用于对外观有要求的混凝土结构防护工程。天津九延新材料科技有限公司始终致力于有色硅烷的研发与生产,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。
一、核心组成与技术原理
1. 组成成分(双组分 / 单组分)
组分 | 作用说明 |
基料(硅烷单体) | 核心功能成分,常用异丁基三乙氧基硅烷(IBTES)、辛基三乙氧基硅烷(OTEOS),分子量小、渗透力强,与混凝土基材反应形成硅氧烷网络。 |
无机颜料 | 提供颜色,需满足耐紫外线、耐碱、不迁移要求(如氧化铁系、氧化铬系颜料),粒径≤5μm,不影响硅烷渗透性能。 |
分散剂 | 确保颜料均匀分散在硅烷体系中,避免沉淀、分层,常用聚醚改性硅氧烷类分散剂。 |
稳定剂 | 防止颜料氧化、硅烷提前水解,提升储存稳定性(如紫外线吸收剂、抗氧剂)。 |
溶剂(可选) | 单组分产品含少量高沸点**溶剂(如丙二醇甲醚),降低粘度,便于施工;双组分产品通常为无溶剂型。 |
2. 防护 + 着色双重原理
防护原理:硅烷分子渗透至混凝土内部(深度 3-10mm,取决于基材孔隙率),与水泥水化产物中的羟基(-OH)发生缩合反应,形成疏水的硅氧烷薄膜(-Si-O-),堵塞毛细孔道,阻止水、氯离子、二氧化碳等腐蚀介质侵入,实现防碳化、防钢筋锈蚀、防水功能。
着色原理:无机颜料均匀分散在硅烷中,施工后颜料颗粒附着于混凝土表面及表层孔隙内,形成均匀、耐候的着色层,遮盖基材色差、裂缝修补痕迹或老化发黄现象,且不影响硅烷的渗透性能。
二、关键性能参数(符合行业标准,如 GB/T 50212-2014、JT/T 871-2017)
性能指标 | 典型数值 | 测试方法参考 |
外观 | 均匀粘稠液体,无沉淀分层 | 目视观察(25℃) |
颜色 | 红色、灰色、绿色、白色等(可定制) | 与标准色卡比对 |
固含率 | 15%-30%(颜料 + 硅烷) | 重量法(105℃,2h) |
粘度(25℃) | 10-50 mPa·s | 旋转粘度计 |
渗透深度 | ≥3mm(混凝土强度 C30) | 切片染色法 |
接触角 | ≥100°(混凝土表面) | 接触角测量仪 |
防碳化性能 | 碳化深度降低≥70% | 快速碳化试验(CO₂浓度 20%) |
耐紫外线老化 | 1000h 后颜色变化 ΔE≤3 | 氙灯老化试验 |
耐碱性 | 浸泡 28d 无起皱、脱落 | 5% NaOH 溶液浸泡 |
干燥时间 | 表干≤2h,实干≤24h(25℃) | 指触法 |
注:不同厂家配方差异较大,颜料添加量通常为 5%-15%,需平衡着色效果与渗透性能(颜料过多可能降低渗透深度)。
三、主要优势与局限性
1. 核心优势
防护 + 装饰一体化:既保留硅烷 “深层渗透、长效防护” 的核心优势(防护寿命 8-15 年),又解决传统无色硅烷无法遮盖基材缺陷的问题,适用于对外观有要求的工程。
施工痕迹易识别:有色硅烷施工后可直观观察涂刷范围,避免漏涂、重涂,尤其适合大面积结构(如桥梁、厂房外墙)。
颜料稳定性强:采用无机颜料,耐紫外线、耐酸碱、不褪色,与硅烷体系兼容性好,不影响防护效果。
施工便捷:可刷涂、滚涂或喷涂,单组分产品开桶即用,双组分产品混合后使用,无需复杂设备。
**低 VOC:无溶剂型产品 VOC 含量≤50g/L,符合**要求,适用于室内外场景。
2. 局限性
渗透深度略低于无色硅烷:颜料颗粒可能部分堵塞混凝土表层孔隙,渗透深度通常比无色硅烷低 1-2mm,需通过调整施工工艺(如稀释、多遍涂刷)弥补。
颜色均匀性依赖施工:混凝土基材孔隙率不均可能导致颜色深浅不一,施工前需统一基材含水率(8%-12%),并进行试涂。
不适用于高装饰要求场景:着色层为半透明至亚光效果,无法达到涂料的高光泽、高遮盖力,若需镜面效果需搭配面漆使用。
低温施工受限:环境温度低于 10℃时,硅烷水解反应缓慢,施工后干燥时间延长,建议在 10-35℃环境下施工。
四、适用场景
有色硅烷兼顾防护与美观,主要应用于对混凝土结构外观有要求的防护工程,典型场景包括:
桥梁工程:桥梁墩柱、盖梁、箱梁的防碳化、防氯离子腐蚀,遮盖混凝土色差、模板接缝痕迹。
建筑外墙:清水混凝土建筑、混凝土幕墙的防水防腐,提升外观质感,可定制与建筑风格匹配的颜色。
市政工程:人行道砖、路缘石、隧道衬砌的防护与着色,改善市政设施视觉效果。
工业建筑:厂房地面、墙面、设备基础的防腐蚀(耐酸碱、耐油污),同时遮盖施工缺陷或老化痕迹。
修补工程:混凝土裂缝修补、蜂窝麻面修复后的表层防护与着色,使修补部位与原结构颜色一致。
海洋工程:港口码头、跨海大桥的浪溅区、大气区防护,既防盐雾腐蚀,又提升结构辨识度。
五、施工工艺要点
1. 施工前准备
基材处理:混凝土表面需清洁、干燥(含水率≤15%),去除浮浆、油污、灰尘及松散颗粒,裂缝宽度≥0.3mm 时需先采用环氧树脂砂浆修补。
试涂验证:施工前在隐蔽部位试涂,确认颜色均匀性、渗透效果及干燥时间,根据试涂结果调整施工参数(如涂刷遍数、稀释比例)。
材料准备:单组分产品开桶后搅拌均匀(避免颜料沉淀);双组分产品按厂家配比混合,搅拌 3-5 分钟至均匀,混合后需在 4h 内用完(25℃)。
2. 施工方法
涂刷方式:优先采用刷涂或滚涂(确保材料充分渗透),大面积场景可采用无气喷涂(喷嘴口径 0.3-0.5mm,压力 0.3-0.5MPa)。
涂刷遍数:通常涂刷 2 遍,**遍涂刷后间隔 4-6h(表干后)再涂刷第二遍,总用量控制在 0.3-0.5kg/㎡(根据混凝土孔隙率调整)。
稀释要求:若基材孔隙率较低(如 C50 以上高强度混凝土),可采用厂家专用稀释剂稀释(稀释比例≤1:1),提升渗透深度;孔隙率较高时无需稀释。
3. 施工后养护
施工后 24h 内避免雨淋、暴晒,环境温度保持在 10-35℃,湿度≤85%。
养护 7d 后可投入使用,期间避免尖锐物体划伤表面,避免接触强酸、强碱等腐蚀性介质。
六、选型与注意事项
1. 选型要点
根据防护需求选硅烷类型:
海洋环境、氯离子含量高的场景:选异丁基三乙氧基硅烷(IBTES)基有色硅烷,耐盐雾腐蚀性能更优;
工业环境、耐化学品要求高的场景:选辛基三乙氧基硅烷(OTEOS)基有色硅烷,疏水性能更强。
根据使用环境选颜料:
户外场景:选耐紫外线强的颜料(如氧化铁红、氧化铬绿),避免使用有机颜料(易褪色);
室内场景:可根据装饰需求选择颜色,无需过度考虑耐紫外线性能。
确认兼容性:若混凝土表面已涂刷其他涂层,需先测试有色硅烷与涂层的兼容性(避免起鼓、脱落),或先去除旧涂层再施工。
2. 注意事项
严禁在潮湿或结冰的混凝土表面施工,否则会影响硅烷水解反应,降低防护效果。
施工时需佩戴防护手套、口罩,避免皮肤直接接触(硅烷可能刺激皮肤)。
储存时密封置于阴凉干燥处(0-30℃),避免阳光直射,保质期通常为 12 个月(单组分)、6 个月(双组分)。
有色硅烷为渗透型材料,无法修复混凝土结构裂缝(仅能防护),结构裂缝需先进行结构修复后再涂刷。
七、与类似产品的区别
产品类型 | 核心优势 | 局限性 | 适用场景 |
有色硅烷 | 深层渗透防护,颜色均匀,耐候性好 | 渗透深度略低,遮盖力一般 | 混凝土结构防护 + 轻度装饰 |
硅烷改性涂料 | 遮盖力强,装饰效果好 | 渗透深度浅(仅表层),防护寿命短(3-5 年) | 高装饰要求的混凝土表面 |
无色硅烷 | 渗透深度深,防护效果优 | 无装饰功能,施工痕迹难识别 | 对外观无要求的防护工程 |
混凝土染色剂 | 颜色丰富,渗透型着色 | 无防腐、防碳化功能 | 仅需着色,无需防护的场景 |
有色硅烷是 “防护为主、装饰为辅” 的功能性材料,核心价值在于解决传统硅烷无法兼顾外观的痛点,适用于对混凝土结构既有防护需求又有外观要求的工程场景,是工业建筑、市政设施、桥梁工程等领域的优选材料。
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