浅谈硅烷浸渍在水工建筑物混凝土中的应用

沈晓光

（漳州鸿惠工程管理咨询有限公司，福建 漳州 363107）

1 工程概况

本人曾在厦门港东山5000t级对台客货码头工程项目中担任过现场监理员工作，该项目建设规模为新建1000GT陆岛滚装泊位1个和5000吨级对台客货泊位1个，码头结构形式为重力式沉箱结构，码头主体结构中主要包括沉箱、胸墙、门架墩，其结构的混凝土强度等级均为C40。工程设计采用硅烷浸渍保护的特殊防腐蚀措施提高水工工程混凝土结构防腐蚀耐久性，硅烷浸渍范围有沉箱是以外表面从箱顶至向下2.8m范围内以及胸墙、门架墩迎水面，硅烷浸渍总面积2802m2，所用硅烷材料为异丁烯三乙氧基硅烷单体。

2 施工准备和技术指标

2.1 施工准备工作内容

1）材料采用异丁烯三乙氧基硅烷（SICONG·SP-205），不得以溶剂或其他液体稀释。材料进场应有检测报告和产品合格证，为保证原材料产品质量委托第三方进行检测，合格后方可使用。材料应按到货顺序使用，任何超过厂方建议适用期材料不得使用。

2）施工机具采用角磨机、钢刷、干净抹布、可调高低压喷枪、外操作平台，对硅烷浸渍专业施工人员进行质量安全技术交底[1]。

2.2 硅烷材料异丁烯三乙氧基硅烷，具体成分硅烷含量指标（如表1所示）

表1 硅烷含量指标表

3 主要施工工艺

3.1 施工顺序

准备工作→材料准备和进场→混凝土表面处理→喷涂硅烷300ml/m2→6h养护反应→第二遍喷涂硅烷300ml/m2→养护7d→钻芯取样送检验收

3.2 施工方法

3.2.1 表面处理

1）先对混凝土进行清理，清洁混凝土表面，将欲喷涂硅烷混凝土的表面的污物清除干净。若表面有砂浆，蜂窝等污物，可用角磨机进行打磨处理，然后用干净的抹布将表面灰尘清理干净，防止喷涂硅烷时吸附硅烷材料，损失材料，影响施工效果；同时进行浸渍表面采用高压喷水清洗同样用抹布抹试干净，冲压水压应在3000kPa到10500kPa之间，最大流量为8L/min，带25°扁嘴。混凝土表面采用自来水冲洗后硅烷浸渍前应尽量延长喷涂前的自然干燥期限，自然干燥期不得少于72h。

2）预制构件外露混凝土表面裂痕不深、对结构没有重大影响的收缩裂缝（≤0.2mm裂缝）可直接涂上多层硅烷，如混凝土裂缝宽度大于0.2mm需采用封闭材料进行修补。混凝土存在缺陷修补好混凝土表面不得有明显的破损，不得有空鼓、疏松等现像，喷涂硅烷的修补混凝土喷涂时间差应不少于14d。

3）当混凝土采用脱膜剂或养护剂时，应通过喷涂实验确定对硅烷浸渍没有影响，否则应在喷涂前应使用钢刷将混凝土表面进行打磨。

3.2.2 喷涂施工

1）喷涂硅烷施工前混凝土龄期不得少于28d，混凝土表面温度应在5～45℃之间。施工采用连续泵送密封喷枪喷涂，其喷枪的压力不能超60～70kpa，喷嘴距离垂直面不得超过10cm，垂直喷涂。对于垂直面，应采用连续喷涂技术达到饱和浸渍，喷涂时应注意从下往上喷涂，保证有10cm～15cm的流挂现象，经处理区域应至少有5s的“光面”效果。喷涂过程应防止水进入设备的任何部位。

2）硅烷喷涂遍数和喷涂量应由喷涂试验确定，每遍喷涂量不得少于300ml/m2，喷涂两遍以上。第二遍喷涂应与前一次喷涂间隔不少于6h。喷涂每一遍的定义为每喷涂干燥次数，干燥之前重复喷涂次数都算作一遍。因为立面施工时形成的流失，为保证单位面积足够的硅烷停留量和停留时间，每遍喷涂时应来回喷涂数次。

3）涂层缺陷部分应该重新喷涂，次数按照上述操作步骤程序，如采用钻芯取样，取样后部位应修补后喷涂硅烷[2]。

3.3 硅烷浸渍效果测试

硅烷喷涂施工完成7d后，按照《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》[3]（JTJ 275-2000）的要求每500m2钻取7个直径为50mm、深度为40±5mm的芯样，并各取两个芯样分别进行吸水率、硅烷浸渍深度和氯化物吸收量的降低效果测试其中一个作比较。当试验批硅烷浸渍质量的三项测试结果中任意一项不满足下列要求时，应当重新浸渍硅烷：

1）吸水率平均值不应大于0.01 mm/minl/2；2）浸渍深度应达到3～4mm；3）氯化物吸收量的降低效果平均值不小于90%。

4 硅烷浸渍前喷涂试验

4.1 喷涂试验方法与结果

1）硅烷喷涂大规模施工前，应通过喷涂试验确定硅烷喷涂遍数、喷涂量及影响硅烷浸渍效果的因素，避免出现硅烷浸渍达不到设计和规范要求的效果，造成质量问题和返工。首先选定某个混凝土龄期32d的沉箱一层混凝土面，分别画出尺寸面积相等的4块区域，标识为A、B、C、D，然后按照下列方法进行施工。

区域A—喷涂施工前对混凝土表面进行处理，每遍喷涂量控制在300ml/m2喷涂两遍，施工方法和条件严格按照硅烷浸渍的施工工艺的要求。

区域B—混凝土表面清洗后自然干燥24h后进行硅烷喷涂施工，其他施工方法和条件均与施工区域A相同。

区域C—喷涂施工前除了未对混凝土表面进行处理，其他施工方法和条件均与施工区域A相同。

区域D—喷涂施工前对混凝土表面进行处理，每遍喷涂量控制在450ml/m2喷涂三遍，施工方法和条件严格按照硅烷浸渍的施工工艺的要求。

2）在硅烷喷涂试验第10d按照硅烷浸渍效果测试的方法取样进行检测，在出具硅烷效果测试结果后对不合格的区域B、C，按照每遍喷涂量300ml/m2喷涂两遍加强补喷，然后再进行硅烷效果测试，测试结果仍不合格。具体结果见表2。

表2 硅烷效果测试表

4.2 喷涂试验比对分析

1）通过A、B对比可以得出混凝土表面干燥程度对硅烷浸渍存在较大的影响导致硅烷浸渍不合格，在条件允许的情况下尽可能的延长混凝土的干燥时间。混凝土表面含水率过高使得水与毛细孔形成张力，硅烷浸渍在没有外力的作用下很难渗透到基底内部形成憎水屏障；2）通过A、C对比可以得出混凝土表面未进行处理导致硅烷浸渍效果不佳出现不合格。本工程沉箱施工过程中采用了脱模剂，并使用了养护液对沉箱进行喷涂养护，混凝土表面未处理使得这些污物堵塞了混凝土的毛细孔阻止了硅烷渗透到基材内部；3）通过A、D对比可以得出硅烷施工过程中主要满足规范要求的每遍喷涂量控制在300ml/m2喷涂两遍即可满足设计和规范要求，若增加喷涂量和遍数对硅烷浸渍的效果增加并不明显；4）硅烷浸渍施工完成后达到一定时间后，若在不合格区域进行补喷无法达到浸渍效果。

5 结语

硅烷浸渍施工工艺虽简单，但影响硅烷浸渍效果的因素有很多，施工过程中操作人员对混凝土表面进行处理常被忽略，混凝土表面的污物和干燥程度对硅烷浸渍效果存在较大的影响，多数情况下会导致不合格，施工过程应对混凝土表面进行严格的处理和现场暑促工作；在胸墙、门架墩迎水面的硅烷浸渍，实际施工过程中，均会考虑到检测过程时的可操作性和安全性，一般都是制作硅烷的替代构件进行检验，但其代表性不够强。故施工单位在硅烷正式施工前务必进行喷涂试验，确定喷涂参数和影响因素，过程中严格按照参数要求和相关的规范、标准实施施工。若施工过程导致硅烷浸渍效果达不到要求，采用补喷有难度能起到理想的效果，此时应采取其他的、有效的防腐加强措施。