混凝土硅烷浸渍防护技术原理是利用硅烷特殊的小分子结构,穿透混凝土的表层,渗透到混凝土内部几个到十几个毫米,渗入混凝土表面深层,分布在混凝土毛细孔内壁,甚至到达Zui小的毛细孔壁上,与暴露在酸性和碱性环境中的空气及基底中的水分产生化学反应,聚合形成网状交联结构的硅酮高分子羟基团。这些羟基团将与基底和自身缩合,产生胶连、堆积,固化结合在毛细孔 的内壁及表面,形成坚固、刚柔的防腐渗透斥水层。 因为不会阻塞气孔,可保持基材的透气性。通过抵消毛细孔的强制吸力,硅烷混凝土防护剂可以防止水分及可溶解盐类,如氯盐的渗入,有效防止基材因渗水、日照、酸雨和海水的侵蚀而对混凝土及内部钢筋结构的腐蚀、疏松、剥落、霉变而引发的病变,还有很好的抗紫外线和抗氧化性能,能够提供长期持久的保护,提高建筑物的使用寿命。
防水处理后的基材形成了远低于水的表面张力,并产生毛细逆气压现象,且不堵塞毛细孔,既防水又保持混凝土结构的“呼吸”。同时,因化学反应形成的硅酮高分子与混凝土有机结合为一整体,使基材具有了一定的韧性,能够防止基材开裂且能弥补0.2 mm的裂缝。当防水表面由于非正常原因导致破损(如外力作用),其破损面上的硅烷与水分继续反应,使破损表面的防水层具有自我修复功能。除了公认的憎水性,硅烷混凝土防护剂也不会受到新浇混凝土碱性环境的破坏。相反,碱性环境如浇筑不久的混凝土,会刺激该反应并加速斥水表面的形成。理论上,硅烷可以和混凝土同样持久,且混凝土强度越强使用寿命越长。
谱析仪器:硅烷浸渍深度测试
依据标准:JTJ275-2000《海港工程混凝土结构表面涂层防腐技术规范》;JTT695-2007《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术规范》。
在Zui后一次喷涂硅烷至少3 d后,钻取直径约50 mm、深度为40±5 mm的芯样。在离原表面的浓度为3-4mm(强度等级≤C45的混凝土)或2-3mm(强度等级≥C45的混凝土)处,劈开芯样。从该芯样新暴露面的各处,取数份粉样,热分解这些粉样为等离子气体,用气相色谱仪分析,求得其硅烷占水泥浆体粉样的重量百分率的平均值。浸渍区域内的硅烷占水泥浆体粉样重量的百分率应不少于0.1%。
谱析仪器:热裂解气相色谱仪分析法
热解气相色谱法又称裂解气相色谱法,是使大分子物质(如高聚物、生化试样)在热解器中加热到几百或更高温度,迅速热解成小分子碎片,并直接进入气相色谱仪进行分析的方法。
由于挥发性产物的组成和相对含量与被测物质的结构、组成、性质有一定的对应关系,每种物质在一定的热解条件下其热解色谱图具有各自的特征性,称为指纹热解谱图。因而可有效地鉴定高分子化合物的种类、定性和定量地分析混合物中的组分。热解气相色谱仪还可作为测试手段,用于测定高分子化合物的微型结构、聚合过程及分解过程的动力学机理,并考察其热稳定性。
热解谱图随实验条件不同而变化,为得到能重复的,在不同实验室间可互相比对的热解谱图,以下3个参数至关重要:①将样品中加热到预定热解温度所需的时间。②与样品接触的部件所用材料。在热解温度下,有的物质(如石英和铁)产生催化作用,会改变热解产物的分布;铂和金是制作热解器的常用材料。③热解器产物体积应尽可能小,并能马上进入载气流中,保持在均匀温度下。常用的热解器有:①管式热解器;②热丝热解器;③居里点热解器;④激光热解器。
热解色谱法可克服通常气相色谱法的不足,分析通常GC不能直接进样分析的一些试样,适用于高聚物、生物大分子、微生物和高沸点有机物的分析。还可测定共聚组成;区分共混物和共聚物;测定某些高聚物端基,从而确定聚合物分子量;测定某些高聚物链结构及对高聚物的热稳定性、耐老化性、加工过程等多种性能进行研究。此外,还可用于医学、生物学等各领域。
世界最长的跨海大桥——港珠澳大桥通车,保障其达到120年耐久性设计要求,金属所提供的桥基钢管复合桩系列防腐蚀解决方案功不可没。纵观国内重大工程结构混凝土,其中许多的混凝土结构经过多年服役已相继进入老化阶段。与此同时越来越多的新结构建造于严酷的环境和介质中从而使混凝土结构的耐久性问题日益突出。因耐久性问题造成的经济损失十分巨大。分析影响混凝土结构耐久性的因素可以得出钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的主要原因之一,因此分析研究混凝土结构锈蚀状态对判断混凝土结构耐久性状态至关重要。若能实现混凝土结构腐蚀电位原位长期监测,将是一项重大突破。对诊断混凝土结构耐久性健康状态意义十分重大。