有机硅防水砂浆的耐久性研究

data-full-width-responsive="true"> 有机硅防水砂浆的耐久性研究刘杰胜，木子佳靓，郑雄贞，邹民虎，蔡振刚，李刚，余俊（武汉工业学院土木工程与建筑学院，湖北武汉430023）水泥混凝土/砂浆的耐久性正受到越来越广泛的关注。水泥基材料的耐久性，通常是指在干湿交替作用以及环境中的水、气、酸、碱、盐等物质的作用下，材料能长期保持良好使用性的能力。外界环境因素对混凝土腐蚀是降低水泥基材料耐久性、造成其结构破坏的主要原因[1-5]，其中水是一个重要因素。因此，开展水泥基材料的抗渗、防水研究对保证其耐久性和使用安全、延长其服役寿命具有重要意义。有机硅具有表面张力低、耐高低温、耐氧化、耐候、憎水、耐腐蚀、无毒无味等优异特性，本研究采用具有活性作用的有机硅对水泥砂浆进行改性，制备了有机硅聚合物水泥防水砂浆（下称有机硅防水砂浆），系统研究了有机硅防水砂浆的抗渗、耐化学腐蚀、耐冻融循环和抗碳化等耐久性能。1 实验部分11 原料水泥：普通硅酸盐水泥PO425；砂：中砂，细度模数为26～29；有机硅偶联剂：KH560，湖北环宇化工有限公司。12 制备有机硅防水砂浆按如下配比制备：砂浆的配合比为水泥∶砂∶水=1∶2∶04，有机硅用量为水泥用量的2%（质量分数，下同）。13 测试与表征131 防水抗渗性能7 d 抗渗压力测试按照JC/T 9842011《聚合物水泥防水砂浆》中有关规定进行，每个样品测试3 次，取平均值。水滴试验：分别选取一定数量的普通砂浆和有机硅防水砂浆，用滴管在其表面各滴2 滴水，实验开始时拍照记录，并在10 min 和20 min 后同样拍照记录，以作对比。132 耐化学腐蚀性能试样在标准养护条件下养护28 d 后，分别在10%H2SO4 溶液、饱和Ca（OH）2 和10%NaCl 溶液中浸泡，溶液每7 d 更换一次，达到规定龄期后，对试件进行抗压强度测试。对比研究未掺加有机硅的普通砂浆和有机硅防水砂浆受化学溶液浸泡后的力学性能变化情况。砂浆试块（立方体）的抗压强度计算公式如下：式中：fm，cu为试块的抗压强度，MPa；Nu为试块的破坏压力，N；A 为试块的承压面积，mm2。133 冻融循环冷冻设备应满足以下指标：试件中心温度（-182）~（52）℃，冻融液温度-25~20 ℃，冻融循环一次历时2~4 h（融化时间不少于整个冻融历时的25%）。一次冻融循环技术参数如下：循环历时25~40h，降温历时15~25 h，升温历时10~15 h，降温和升温终了时，试件中心温度应分别控制在（-172）℃和（82）℃。整个冻融循环稳定性测试历经300 次冻融循环，研究试样冻融前后的质量和抗压强度变化。134 碳化试验碳化达到相应龄期后，取出试件，沿中间将其劈成两半，在断面上喷涂1％酚酞溶液，不能显红色的边缘部分即为已碳化部分。测量时在红色区域外围取3 点测量深度，取其平均值，准确到05 mm。2 结果与讨论21 防水抗渗性能表1 为普通砂浆和有机硅防水砂浆的抗渗性能对比。从表1 可以看出，掺加有机硅所制备的有机硅防水砂浆的抗渗性能明显高于普通砂浆，其平均抗渗压力提高了10%以上。图1 所示为普通砂浆与有机硅防水砂浆的防水效果对比。从图1 可以看出，有机硅防水砂浆呈现出较好的疏水效果，进一步证实了有机硅防水砂浆的防水抗渗性能有了较大改善。主要原因如下：1）有机硅防水砂浆中聚合物粒子填充了更多的缝隙和孔洞，使材料更密实，吸水率降低；2）有机硅自身具有疏水作用，当水泥砂浆中掺加有机硅后，赋予了有机硅防水砂浆一定的疏水作用，提高了其抗渗性[6]。