硅烷膏体是一种以硅烷为核心成分,辅以载体(如凡士林、石蜡、惰性填料等)制成的膏状防水材料,主要通过硅烷与基材(混凝土、石材、金属等)表面的化学反应,形成一层致密的憎水薄膜,从而阻断水和有害物质(如氯离子、硫酸盐)的渗透,广泛应用于土木工程、建筑维护等领域的耐久性防护。高路(河南)新材料科技有限公司始终致力于硅烷膏体的研发与生产,在石化、铁路、公路、机场、码头、核电、风电、水利水电等行业中合作案例丰富并享有好评。其膏状形态相比液体硅烷(如硅烷浸渍剂),具有施工便捷、附着性强、适用于复杂表面等优势。
核心组成与作用机理
主要成分
活性成分:硅烷(如异丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷等),占比通常为 30%~60%。硅烷分子含可水解基团(如 - OC₂H₅) 和憎水基团(如长链烷基 - R),是实现防水的核心。
载体与助剂:
载体:凡士林、石蜡、羊毛脂等油脂类物质,或碳酸钙、滑石粉等惰性填料,作用是将硅烷均匀分散并保持膏状形态,调节稠度以适应施工需求(如立面、斜面不流淌)。
助剂:稳定剂(防止硅烷过早水解)、渗透促进剂(帮助硅烷向基材内部扩散)等,优化材料稳定性和防护效果。
防水机理 ——“化学接枝与憎水改性”
硅烷膏体涂抹于基材(如混凝土)表面后,载体逐渐渗透或挥发,释放出硅烷分子;
硅烷的可水解基团与基材表面的羟基(-OH,如混凝土中的水泥水化产物羟基)发生化学反应,形成共价键(Si-O - 基材),实现 “化学接枝”,使硅烷分子牢固附着于基材内部(深度可达 1~5mm);
剩余的憎水基团(长链烷基)定向排列于基材孔隙表面,形成一层疏水膜,使水分无法浸润(接触角≥90°),从而阻止水及水溶性有害物质(如氯离子、二氧化碳)的渗透。
关键性能指标
硅烷膏体的性能需满足行业标准(如《混凝土结构耐久性修复与防护技术规程》JGJ/T 259-2012),核心指标如下:
性能类别 | 典型要求 | 说明 |
硅烷含量 | ≥30% | 含量过低会导致防水效果不足 |
渗透深度 | ≥1mm(混凝土表面) | 确保对基材表层形成有效防护 |
憎水性 | 吸水率降低率≥80%(24h 吸水率对比) | 衡量防水效果的核心指标 |
耐候性 | 人工加速老化试验后憎水性保持率≥80% | 适应户外长期暴露(紫外线、温湿度变化) |
施工性 | 膏体均匀,立面施工不流淌(30℃下) | 保证复杂部位(如梁柱棱角、裂缝)施工 |
典型应用场景
混凝土结构耐久性防护
桥梁、隧道、码头等户外混凝土构件(如梁体、墩柱、承台):抵御雨水、海水、融雪剂(含氯离子)的侵蚀,预防钢筋锈蚀和混凝土碳化。
案例:某沿海港口引桥,采用硅烷膏体涂刷墩柱表面后,5 年内混凝土氯离子渗透深度下降 70%,钢筋锈蚀速率降低 90%。
裂缝修补与密封
混凝土墙体、楼板的细微裂缝(宽度≤0.5mm):将硅烷膏体填入裂缝,其载体可填充缝隙,硅烷分子渗透至裂缝两侧基材,形成憎水层,阻止水通过裂缝渗透。
石材与砖石结构防水
古建筑石墙、石材幕墙、砖石砌体:硅烷膏体可深入石材孔隙,既防水又不影响石材 “呼吸”(允许水蒸气排出),避免传统防水涂料导致的石材返潮、泛碱。
金属表面预处理
钢铁、铝合金等金属构件(如钢结构桥梁连接件):硅烷膏体可在金属表面形成化学吸附膜,增强后续涂层(如油漆、防腐层)的附着力,同时辅助防锈。
施工工艺要点
基层处理
清除基材表面的浮灰、油污、疏松层及旧涂层,可用高压水枪(压力≥5MPa)冲洗或钢丝刷打磨,确保表面洁净、干燥(含水率≤8%,可通过碳化深度仪或湿度计检测)。
对裂缝、孔洞,需先用电钻或凿子清理至坚实基层,必要时用修补砂浆填充平整。
涂刷施工
采用刮刀、毛刷或抹子将硅烷膏体均匀涂抹于表面,厚度控制在 0.5~2mm(根据基材孔隙率调整,多孔材料需加厚)。
复杂部位(如阴阳角、预埋件周边)需反复涂刷 2~3 遍,确保覆盖完整,避免漏涂。
施工环境:温度 5~35℃(低于 5℃时硅烷反应缓慢,高于 35℃易导致载体过快挥发),避免雨天或大风天气施工。
养护与验收
施工后需静置 24~48 小时(温度 20℃时),待载体初步固化,硅烷充分反应;7 天后可进行憎水性检测(如洒水观察,水应呈珠状滚落,无明显浸润)。
验收标准:表面无漏涂、起皮、流淌,抽样检测吸水率降低率≥80%。
与其他硅烷类材料的对比
材料类型 | 形态 | 优势 | 局限性 | 适用场景 |
硅烷膏体 | 膏状 | 施工性好(立面不流淌),裂缝填充性强 | 硅烷含量较低,渗透深度较浅 | 复杂表面、裂缝修补 |
硅烷浸渍剂(液体) | 溶剂型液体 | 硅烷含量高(≥90%),渗透深度深(3~10mm) | 立面施工易流淌,需专业设备(如喷涂机) | 大面积平面、光滑表面 |
硅烷乳液 | 水乳型液体 | 环保(无有机溶剂),成本低 | 渗透深度较浅,受基材含水率影响大 | 室内干燥环境、非承重构件 |
注意事项与发展趋势
注意事项:
硅烷属易燃物(部分产品含有机溶剂),施工时需远离火源,配备通风设备;
不可用于长期浸泡环境(如水下结构),因憎水膜在持续高压水作用下可能失效;
保质期通常为 6~12 个月,需密封储存于阴凉处(避免阳光直射)。
发展趋势:
开发高硅烷含量膏体(如≥50%),提升渗透深度和耐久性;
研发环保型载体(如植物油脂替代凡士林),降低 VOC 排放;
复合功能性成分(如纳米二氧化硅),增强抗紫外线和耐化学腐蚀能力。
硅烷膏体凭借其 “针对性强、施工灵活” 的特点,在结构局部防护和复杂部位防水中具有不可替代的优势,是混凝土耐久性防护体系的重要补充。