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几乎所有混凝土耐久性劣化过程都与水分的存在及其在混凝土内部的传输息息相关,外界有害介质的侵入也通常以水作为载体。采取一定的措施提高其防水性能是提高混凝土耐久性的有效途径之一。硅烷类防水材料因其自身具有优良的耐候性、热氧化稳定性、生物相容性,且可以与混凝土反应,使水泥基材料基体具有憎水性的同时能保证混凝土自身透气性,被认为是理想的防水剂。以往研究主要针对硅烷单体、低分子链的硅氧烷开展研究。本课题选用高分子链的聚烷基三烷氧基硅氧烷(简称硅树脂),作为混凝土表面防水处理材料,系统研究了硅树脂乳液表面防水处理对水泥基材料表面微观形貌、接触角、表层透气性、防水性能、抗氯离子侵蚀性能、抗碳化性能、干缩性能的影响。在此基础上,研究了磨损和老化对硅树脂防水效果的影响。主要结论如下:(1)硅树脂涂覆到混凝土表面后,部分硅树脂乳液颗粒可以在毛细作用下进入混凝土内部,在混凝土表层4mm深度范围内建立硅树脂-混凝土防水层。未进入混凝土内部的硅树脂则在混凝土表面聚合,形成一层高交联的硅树脂防水膜。外涂硅树脂改变了混凝土的微观形貌,使原本粗糙、带有微裂缝的混凝土表面变得更为致密、平整,同时降低了混凝土的表层透气性。接触角随着硅树脂涂覆量的增加,混凝土表面接触角增加。当硅树脂的涂覆量大于300g/m~2时,接触角基本稳定在135°以上。由于硅树脂分子粒径比一般硅烷类防水剂的分子粒径大,所以硅树脂的渗透深度比低分子硅氧烷材料渗透深度低。随着硅树脂涂覆量的增加,混凝土表层透气性逐渐下降。(2)硅树脂表面处理混凝土具有较好的防水效果、能有效地提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能。涂覆量为600g/m~2时,氯离子扩散系数降低了83%。明显提高混凝土的抗碳化性能,干燥收缩量减小,从而降低了水泥基材料的干缩开裂风险。(3)硅树脂在混凝土表面建立的防水层受磨损程度影响较大。以300g/m~2当为例:表面磨损0.5mm时,试块失去表面的高交联硅树脂膜,接触角由123.2°降为105.5°,毛细吸水量和吸水速度显著提高。当磨损深度达到4mm时,硅树脂基本失去防水效果。当老化时间达到90d,硅树脂表面防水混凝土的接触角和毛细吸水性能基本没有变化。说明该材料的耐老化性能较强。