刘 妍
北京筑港机场建设有限公司 北京101200
摘 要：混凝土因表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。混凝土表面容易出现龟裂裂纹。利用硅烷特殊的小分子结构，穿透混凝土的表面，渗入混凝土表面深层，分布在混凝土毛细孔内壁，与暴露在酸性和碱性环境中的空气及基底的水分产生化学反应，又聚合形成网状交联结构的硅酮高分子羟基团，这些羟基团将与基底和自身缩合，产生胶连、堆积，固化结合在毛细孔的内壁及表面。形成坚固、刚柔的防腐渗透斥水层。
关键词：混凝土、硅烷浸渍、耐久性、处理方法
前 言
水泥混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并且耐火性好、不易风化、养护费用低，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。水泥混凝土最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些微细裂缝，甚至肉眼看不见（＜0.05mm）， 有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起水泥混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使水泥混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，危害结构的正常使用，必须加以控制。
1.机场水泥混凝土道面龟裂原因分析
1.1干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05~0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀，影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂，影响混凝土的承载力等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
1.2 塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm，较长的裂缝可达2~3ｍ，宽1~5mm。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。
2.机场水泥混凝土道面龟裂处理方法
2.1防止新浇筑混凝土表面脱皮、龟裂处理方法
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2.1.1硅烷浸渍（异丁基三乙氧基硅烷）混凝土防护机理、技术指标及应用效果
﹙1﹚、防护机理及技术指标
硅烷浸渍混凝土防护剂是一种高纯度的异丁基三乙氧基硅烷（C10H24O3Si），其原理是利用硅烷特殊的小分子结构，穿透混凝土的表面，渗透到混凝土内部几个到十几个毫米，渗入混凝土表面深层，分布在混凝土毛细孔内壁，甚至到达最小的毛细孔壁上，与暴露在酸性和碱性环境中的空气及基底的水分产生化学反应，又聚合形成网状交联结构的硅酮高分子羟基团(类似硅胶体)，这些羟基团将与基底和自身缩合，产生胶连、堆积，固化结合在毛细孔的内壁及表面，形成坚固、刚柔的防腐渗透斥水层。
因为不会阻塞气孔，可保持基材的透气性。通过抵消毛细孔的强制吸力，硅烷混凝土防护剂可以防止水分及可溶解盐类，如氯盐的渗入，可有效防止基材因渗水、日照、酸雨的侵蚀对混凝土及内部钢筋结构的腐蚀、疏松、剥落、霉变而引发的病变，还有很好的抗紫外线和抗氧化性能。能够提供长期持久的保护，提高混土的使用寿命。
防水处理后的基材形成了远低于水的表面张力，并产生毛细逆气压现象，且不堵塞毛细孔，既防水又保持混凝土结构的“呼吸”。同时，因化学反应形成的硅酮高分子与混凝土有机结合为一体，使基材具有一定的韧性，能够防止基材开裂且能弥补0.2mm的裂缝。
当防水表面由于非正常原因导致破损（如外力作用），其破损面上的硅烷与水分继续反应，使破损表面的防水层具有自我修复的功能。硅烷浸渍混凝土防护技术指标详见表1。
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﹙2﹚、应用效果
经硅烷浸渍保护的基材具有良好的斥水性，并保留原有的外观，碱性环境如浇筑不久的混凝土，会刺激该反应并加速斥水层的形成（东北、西北某机场应用了异丁基三乙氧基硅烷处理停机坪道面，现已经过几个冬天，经观察使用效果良好）。见图3 喷洒硅烷施工照片、图4 喷洒硅烷后效果图照片：
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2.2抗水渗透试验结果与分析
为了有效的说明表面涂抹硅烷对混凝土防水渗透的有效性，采用逐级加压法进行试验来评价硅烷浸渍混凝土抗渗性。试件按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行试验。抗渗试验的结果见表2。
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从表2可以看出：在相同试验条件下，普通混凝土、引气混凝土表面涂抹硅烷试件的渗透度和不涂抹硅烷的试件均有不同程度的减小，其中P2、Y2、P1、Y1相对于空白试件P0、Y0渗透度降低幅度分别30.5﹪、28.9﹪、15.7﹪、13.0﹪。说明硅烷浸渍在同一试验条件下，硅烷浸渍能明显提高混凝土的抗渗性能。
2.3.抗冻试验结果分析
试验按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行试验。
抗冻试验采用100mm×100mm×400mm的试件。
普通混凝土和刷硅烷混凝土试验结果见表3
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