有机硅涂料以其极低的表面张力,展现出出色的防水特性,加之其耐寒、耐热、高弹性及耐候性优势,成为防水防潮领域的优选材料,特别是在建筑防水方面,应用效果令人满意。混凝土与砖石建筑常因水分侵蚀而受损,为延长其寿命,选用既能阻挡外部水分入侵,又不妨碍内部湿气排出的防水剂至关重要。有机硅防水涂料正是满足这一需求的理想选择,它能有效防止雨水渗透,延长建筑使用寿命,其防护效果可持续10至15年。
防水防潮涂料
烷基硅醇钠作为一种经济实用的水溶性防水涂料,含有活性硅醇基团,能紧密贴合材料表面,并通过与空气中二氧化碳反应,不断形成新的结合键,增强防水效果。其施工灵活,不受基材干湿状态限制。通过精确调整苯基与甲基的比例,可制得既透气又防水的涂料,因此广泛应用于建筑防水防潮,同时对古建筑及砖石艺术品的保护与修复也具有重要意义。
有机硅建筑防水涂料还被称作建筑防水剂,它兼具优异的防水、防风化、防剥落及耐化学腐蚀性能,为建筑保护提供了全面而可靠的解决方案。
防水原理
有机硅建筑防水剂的防水原理与通用的防水材料如有机涂料、沥青等不同的是:
有机涂料、沥青是通过堵塞砖石和混凝土结构材料的孔眼来达到防水效果的;而有机硅建筑防水剂则是通过与结构材料起化学反应,在基材表面上生成几个分子厚的不溶性防水树脂薄膜。由于有机建筑防水剂不堵塞建筑材料的孔隙,因此不但具有拒水性,而且还能保持建筑物的正常透气作用,这是它的最大优点。经过有机硅建筑防水剂处理过的建筑物,可保持清洁、不粘尘埃,提高建筑物的隔热、隔音性能,并防止由于遭冻—融而造成的建筑物表面开裂,使建筑物不受风化或减少风化作用,从而延长建筑物的使用寿命。
分类
有机硅建筑防水剂主要划分为三种类别:
水溶液型,其中包含烷基硅醇盐。
溶剂型,主要包括硅烷和硅树脂溶液。
乳液型,主要以硅树脂乳液(或微粉)形式存在。
有机硅建筑防水剂对建筑物的保护效能,关键在于其干燥程度、渗透深度、耐紫外线以及抗碱性能。值得注意的是,烷基硅醇盐的耐碱性相对较弱,因此不太适合用于碱性较高的建筑材料,但在处理砖石等材料的憎水性方面,其表现却相当出色。
硅树脂防水剂在施工方面,方法多样,既可以采用喷涂、刷涂、浸渍等方式直接应用,也可以掺入水泥和砂浆中,提高整体防水性能。它的应用范围广泛,涵盖屋顶瓦、面瓦、瓷地板砖、预制混凝土部件、加气混凝土、石棉水泥、内外墙、翻修混凝土表面、天然石建筑加固及防水等多个领域。硅树脂还可以作为添加剂,掺入其他涂料及建筑材料中,如外部灰浆、灰缝以及底涂料等。
除此之外,硅树脂防水剂在石膏制品、玻璃棉及矿渣棉等材料的防水处理方面,同样展现出广泛的应用潜力。
水溶性的有机硅建筑防水剂
水溶性有机硅建筑防水剂的核心构成是甲基硅酸钠溶液,有时也采用乙基硅酸钠溶液作为替代。其制备过程始于95%甲基三氯硅烷(内含5%二甲基二氯硅烷)或高沸点甲基单体馏分,这些原料在大量水中进行水解反应。随后,将生成的白色粉末状固体进行过滤,并用水彻底清洗,以获得湿润的甲基硅酸。接下来,将甲基硅酸与等量的氢氧化钠水溶液混合,在90至95摄氏度的温度下加热搅拌2小时,使其充分反应。之后,加水稀释并再次过滤,最终得到甲基硅酸钠的碱性水溶液。
这款防水剂广泛应用于各类建筑物的防水防潮处理,能够有效防止建筑材料因自然环境影响而风化,减少因温度变化导致的开裂现象,同时减轻污染,保持建筑外观的美观度,并延长建筑物的使用寿命。以851建筑防水剂为例,甲基硅酸钠的性能指标表现出色。
在使用上,有机硅建筑防水剂可通过喷涂、刷涂或浸渍的方式施工,推荐的浓度范围是有机硅成分(以CH3SiO1.5计算)占2%至3%。每升甲基硅酸钠防水剂大约能覆盖6至10平方米的表面积。此外,该防水剂还具备透气性这一独特优势,能够确保混凝土中多余的水分顺利排出,避免了因孔道堵塞导致基体出现龟裂和损坏的问题,这是其他防水涂料所不具备的特性。
甲基硅酸钠建筑防水剂通常以30%的浓度面向市场销售,用户在使用前可根据实际需求,将其稀释至3%的浓度。最终的应用浓度需根据具体情况灵活调整。这款防水剂的应用范围广泛,涵盖多个领域:
对于砖头而言,它能显著提升其拒水性能,有效降低吸水率;
在混凝土人行道和车道上,甲基硅酸钠通过增强抗冻融能力,显著提高了路面的耐久性;
对于天然石材如石灰石、砂石,以及人造石材如预铸石和陶瓷,它能有效减缓风化过程,提升抗气候变化的性能;
在屋顶砂粒层中,它不仅能提高抗污能力,还能增强沥青与砂料层之间的粘结力;
对于高吸水性的矿物集料,如珍珠岩,它能有效减少吸水率;
在石棉制品,包括绝缘瓦中,它能降低吸水性,使产品在潮湿环境中保持更高的强度;
作为黏土或陶瓷的添加剂,它能减少需水量,从而提高湿态下的强度;
在硅酸钠(水玻璃)涂料、糊浆、管道绝缘材料和壁板中,它能作为添加剂,提高产品的拒水性能;
在乳胶漆和瓷砖中,它能增强强度和抗水粘接力,初始使用浓度建议在0.1%至1%之间;
它还可作为土壤稳定剂和保水剂的疏水剂使用,初始浓度设定为3%。
除了上述应用,甲基硅酸钠建筑防水剂还能用于木材、纤维板、纸及其加工产品的防水处理,但需注意,使用前需用硫酸铝或硝酸铝进行中和。
该防水剂的优势在于价格亲民,使用方便。然而,其也存在一些不足,如与二氧化碳的反应速度较慢,通常需要24小时才能完全固化。此外,由于其在施用后一段时间内仍具有水溶性,因此易受雨水冲刷。同时,对于含有铁盐的石灰石和大理石,甲基硅酸钠可能会产生黄色的铁锈斑点,因此不能用于处理这类石材,也不能用于已具备拒水性的材料进一步处理。在这些特殊情况下,建议选用溶剂型的有机硅建筑防水剂。
溶剂型的有机硅建筑防水剂
溶液型有机硅防水防潮涂料,是一种未完全缩聚的硅树脂溶液,它的疏水膜是通过溶剂蒸发而得到的,因而其活性受外界影响比较小。溶剂型的有机硅建筑防水剂目前有两种类型产品。
聚甲基三乙氧基硅烷溶剂型建筑防水剂
聚甲基三乙氧基硅烷树脂呈中性,使用时必须加入醇类作溶剂。当施涂于基材表面时,溶剂很快挥发,于是在砖石的毛细孔上沉积上一层极薄的薄膜,这层薄膜无色、无光,也没有黏性,看上去就像没有涂过东西一样。
溶剂型有机硅建筑防水剂受外界的影响比甲基硅酸钠小得多,因而适用的范围较广,防水效果也较好。
丙烯酸改性的有机硅建筑防水剂
它是以丙烯酸类的大分子为主链,侧链带烷氧基(OR)或羟基(OH)的硅烷,这种涂料集丙烯酸涂料和有机硅涂料之优点,具有超耐候性、涂层附着力好,耐水性优异,漆膜饱满等特性,而且常温能固化等优点。
乳液型有机硅建筑防水剂
乳液型建筑防水剂主要分为两大类:一类是纯有机硅乳胶,它是以有机硅氧烷四环体为基础,通过乳液聚合工艺制得。另一类则是丙烯酸改性有机硅乳胶,这是有机硅乳胶与丙烯酸酯胶乳相结合而制成的乳胶漆。
有一种特殊的国产防水剂——ASB-S-O,它属于带有活性基团的网状有机硅乳液型建筑防水剂。该产品的核心成分是有机硅多元组分的共聚体。ASB-S-O已在苏州古建筑中得到应用,并在全国范围内推广。经过在苏州古庙(如孔庙、北塔)长达四年的对比测试,其防水等综合性能超越了国外同类产品。
再来看丙烯酸有机硅乳液型建筑防水剂,它是通过在丙烯酸大分子侧链上引入有机硅官能团,利用Si—O—Si键的高能量(443kJ/mol)以及对热、光的稳定性,来提升丙烯酸树脂涂层的耐候性和耐水性。这种防水剂在技术上具有显著优势,尤其在耐水、耐盐水性能方面,已经超越了纯丙烯酸涂料,甚至苯丙涂料,成为建筑防水领域的新型重要材料。
关于其制备过程,通常是将八甲基环四硅氧烷、十二烷基碳酸钠和水混合后进行乳化、聚合,再用碳酸钠中和,得到二甲基聚硅氧烷乳胶。随后,将乳胶稀释,并加入特定比例的有机硅化合物,搅拌后制得不同种类的水性乳胶。这些乳胶具有出色的稳定性。
有机硅防水乳胶涂料不仅环保,而且价格适中,现场施工性能优异。它可以通过刷涂、喷涂或滚涂的方式施工,被涂物在室温下自然干燥一天,或热风干燥一小时即可。这种涂料适用于混凝土、砖、灰浆、玻璃纤维和瓦片等多种建筑材料,作为防水剂使用。
写在最后
防水:是地面以及地面以上30公分处,主要针对流动中的液态水,具有渗透压的特点。
防潮:位于30公分以上的区域,它没有渗透压,主要是针对弥漫在空气中的水汽。
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