一、硅烷的防護原理

硅烷（硅氧烷含量<0.3%）利用自身特殊的小分子結構，穿透混凝土表層，滲透至混凝土內部2-5毫米的深度，并相互縮合、交聯。在混凝土基層的毛細孔壁形成一層均勻且致密的斥水性網狀硅烷憎水膜層，能有效防止外部水分以及以水為介質的有害物質的侵入。同時因為沒有封閉混凝土的毛細孔道，所以保持了混凝土的 “呼吸”功能。

硅烷浸漬處理后，形成以Si­O 鍵結構為主鏈的分子層互傳網絡結構硅樹脂。以化學鍵與混凝土結合。且硅烷Si­O 鍵鍵能高達440KJ/mol以上，大大高于有機聚合物典型的C­C 鍵的鍵能358KJ/mol，也高于紫外線的鍵能399KJ/mol。從能量上講更穩定。交聯產生的硅樹脂與混凝土材料形成穩定的共價鍵連接，從而賦予它耐熱 、抗氧化性、耐輻射等功能。

編輯搜圖

硅烷底漆的滲透的深度

二、硅烷應用概況

1、從上世紀七八十年代起 ，“ 硅烷浸漬 ”技術歐美、 澳大利亞等已大量應用 ， 硅烷是美國公路路橋防護中最廣泛采用的防腐方案?！?美國高速公路研究設計計劃NCHRP》 第209 號論壇中的調查資料顯示，全美國各州高速公路路橋防護中采用最多的是硅烷浸漬防護技術 ，占到33% 以上；

2、雖然英國高速公路管理局有規定不能推薦、也不能認證材料和產品，但硅烷卻被被公認為保護混凝土建筑的首選材料。如DB43/03 等設計手冊 ”（DMRB ） 的一些執行標準仍依據硅烷的技術標準而定；

3、硅烷以一種更簡單 、更有效 、更經濟的方式將水與混凝土隔離，具有其他防水材料無與比擬的施工價值。

 

 

編輯搜圖

半透明的清水混凝土現場照片

 

三、硅烷防護的耐久性

1、英國運輸部于1989 年4 月出版防腐的性能研究­­­­ 針對200 座高速公路路橋的調查。其結論是 ：正確使用硅烷，已知能夠有效提供至少10-15年的長效保護；

2、美國道路協會道路管理期刊于1997保護劑能延長混凝土結構在暴露于氯離子環境下的壽命。根據實驗室測試及實地實驗的結果所下的結論是：硅烷能延長高達20年以上的耐久性。

硅烷小分子結構可深入滲透混凝土表層，而涂層樹脂無法滲透 。同樣 ，硅氧烷結構也無法滲透入混凝土 。在表面成膜，耐久性不強 。如采用帶有硅氧烷成分（硅氧烷成分>0.3%）的硅烷材料做底涂，將在混凝土與保護劑涂層之間形成一層硅氧烷薄膜隔離層，后續涂層無法與混凝土直接粘合，無法發揮涂層優良附著力的性能。同時因為中間硅氧烷薄膜與混凝土的結合力并不強，造成涂層粘結性能下降 。另外，現場檢測都是在施工后不久就進行拉拔測試，當時可以通過測試，但時間一久硅氧烷薄膜層耐久性能的下降也會造成涂層脫落。

 

 

編輯搜圖

四、注意要素

值得注意的是，由于硅烷/ 硅氧烷體系表面滾珠效果更加明顯，在一些工程中業主和施工單位僅考慮施工驗收時的表面滾珠效果 。目前市場上有少數供貨商采用短鏈 （甲基或丙基 ）硅氧烷體系 。 一方面短鏈硅烷遇堿不穩， 會斷鏈造成甲基/ 丙基硅酸等流失， 同時由于硅氧烷分子量較大滲透深度有限，硅油/ 硅樹脂在混凝土表面形成的涂膜耐久性不高，同時影響硅烷有效成分的滲透。水珠表觀效果時效性也較短，但造成的破壞性影響卻是不能忽視的。尤其當設計中使用混凝土硅烷底漆后再上涂層防護體系。需要進行技術評估。曾有工程設計這種體系， 施工單位改用硅烷/硅氧烷底漆造成涂層大面積脫落 。故不建議在需要提高長效耐久性的工程中使用含硅氧烷（硅烷含量大于0.3%）體系產品 ，而應使用硅烷產品，如異丁基或異辛基三乙氧基硅烷等。

五、其他

鑒于硅烷浸漬技術是用于提高混凝土耐久性的防腐附加措施，材料本身的性能要求和進廠檢測一定要嚴格管理和控制。同時施工過程質量管理同樣重要。

1、加強入場硅烷產品質量抽檢。 杜絕采用其他硅烷/ 硅氧烷產品，該類產品在涂刷幾個月內防水及滾珠效果極佳 ，但防腐耐久性卻不能保證 。更重要的是會影響后續涂層的粘接。

2、 要足量使用硅烷底漆， 防止漏涂及施工過程中的偷工減料。