[发明专利]一种利用水基防水剂提高混凝土表面的防渗抗冻融的方法

说明书

本发明属于混凝土防护和材料化学领域，具体涉及一种利用水基防水剂提高混凝土表面的防渗抗冻融的方法，包括如下步骤：步骤一：制备烷基三甲氧基硅烷或烷基三乙氧基硅烷的水解液；步骤二：将制备完成的烷基三甲氧基硅烷或烷基三乙氧基硅烷水解液在干燥的混凝土上进行喷涂防护处理；步骤三：对喷涂后的混凝土进行后处理。本方法不会改变混凝土道面的摩擦系数，保证交通运输的正常运行，同时，所使用的防护剂是水基型烷基三甲氧基硅烷或烷基三乙氧基硅烷水解液，具有良好的不燃性、绿色环保、生产成本低、制备工艺简单且施工方便。

技术领域

本发明属于混凝土防护和材料化学领域，具体涉及一种利用水基防水剂提高混凝土表面的防渗抗冻融的方法。

背景技术

中国北方寒冷地区，混凝土道面的冻融破坏问题尤为突出，其危害表现为新修道面仅使用几年就因冻融循环的破坏作用，使道面表面出现较大面积的混凝土剥落破损现象。这一方面对使用单位的运营和交通运输工具的安全带来了潜在的危害；另一方面极大的缩短道面的使用寿命，直接影响了工程建设的投资效益。

目前，国内普遍认为引起道面掉皮破损的主要原因是寒冷冰雪气候条件下的冻融循环破坏，雪水通过混凝土表层的孔隙下渗到混凝土内部，在结冰条件下产生冻胀，周而复始，使混凝土表层受拉而产生掉皮破损。对于混凝土道面而言，其道面通常因环境温度低，而使得表面滞留的雨雪结冰，为了保证交通工具的正常运行，道路工作人员通常会多次采用除冰液对混凝土道面进行除冰。这就造成了混凝土道面长期处于一个冻融循环的环境中，使得混凝土道面出现明显冻融破损现象。

为了提高混凝土的抗冻融性，科研人员针对机场道面抗冻融也进行了一些研究应用，对于新建混凝土道面而言，通常采用制备具有抗冻性的混凝土来铺设混凝土道面，其制备具有抗冻性的混凝土的方法是将防水增固剂（如引气剂、减水剂等外加剂）引入到混凝土中，以提高混凝土的抗冻性，实现混凝土道面具有抗冻融稳定性的性能。虽然在混凝土中引入空气泡会使混凝土抗压强度下降，但引入合适级配及合适尺寸的微小气泡，可使混凝上的抗折强度提高，这对于道路混凝土是十分有利的，引气剂能增加混凝土的含气量且使气泡均匀分布。而减水剂则能降低混凝土的水灰比，从而减少孔隙率，最终能提高混凝土的抗冻性。总体上，这些方法对于新建防水型混凝土道面是十分有效的。但对于已经修建好的混凝土道面而言，主要通过防水涂层技术手段来提高已建成的混凝土道路的防水抗渗性能来实现混凝土抗冻融稳定性的提高。目前用于混凝土防水涂层的种类主要有环氧树脂类、聚氨酯类、丙烯酸酯类、氟碳类、有机硅类防水涂料等，前四种主要是通过在混凝土表面形成一层疏水性的膜，实现阻断水向混凝土内部下渗，这几类防水剂严重阻碍了混凝土的“呼吸作用”，即透气性，同时会改变混凝土道面的表面摩擦系数，对交通工具的正常运行具有较大的安全隐患；而有机硅防水涂料属于渗透型涂料，通过自身硅氧烷的反应活性相互反应，形成一层网状的疏水膜以及与混凝土中的羟基反应生成憎水性的基团。因此，这种渗透性有机硅涂料可在保持不改变混凝土道面的摩擦系数的前提下，兼具优异的防水抗渗作用，实现在冻融循环条件下混凝土不会因内部含有大量自由水而发生冻融破坏现象，使得处理后的混凝土具有良好的抗冻融稳定性。但是，在实际应用过程中，通常采用直接涂覆有机硅氧烷的方式处理混凝土，这样导致混凝土内部大量残留过量的有机硅氧烷，而有机硅氧烷存在易燃性，这势必会给消防安全要求严格的地方（如，机场）带来使用安全性的隐患；另外，有机硅氧烷的残留会对地下水环境造成一定的污染。

现有相关技术具体有专利申请号为CN201510882451.7、CN201610229907.4、CN201811340005.3、CN201811553640.X和CN201910219722.9的发明专利，上述专利均采用了十六烷基三甲氧基硅烷，但是其均不是主要依靠利用十六烷基三甲氧基硅烷实现防水，而仅仅作为一种辅助防水材料，配合其他成份同时使用，所以仍然存在不环保的问题。