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不同类型有机硅防水剂的性能对比研究摘要：研究了几种国内外常用的有机硅防水剂产品的性能及应用效果，考察了不同稀释比例对有机硅防水剂吸水率比、渗透性以及基材表面疏水效果、变色情况等的影响。结果表明，有机硅防水剂具有较好的防水效果及表面疏水效应，在合适的稀释比例下处理基材，不会导致基材表面变色；总体而言，硅烷/硅氧烷类有机硅防水剂的防水效果与疏水效果均好于烷基硅酸盐类有机硅防水剂。关键词：有机硅防水剂；硅烷/硅氧烷；烷基硅酸盐；稀释比例；吸水率比；渗透性；疏水效果文章编号：1007-497X（2023）-08-0016-04中图分类号：TU502；TU57文献标志码：A有机硅材料能与基材表面的游离羟基发生化学反应，两者之间形成化学键，从而在基材表面生成一层几个分子厚的有机硅氧烷憎水膜，憎水膜呈定向排列，烷基朝向外面，形成烷基占据的相界面。烷基中的氢原子与水的氢原子相互排斥，使水分子难以接近，从而产生憎水效果（图 1）。有机硅防水剂可以在基材表面及毛细孔壁形成防水透气膜，是一种绿色环保、耐酸耐碱、施工方便的建筑防水材料，已经得到广泛应用。目前，常用的有机硅防水剂主要有烷基硅酸盐类、硅氧烷类、硅烷类、硅烷/硅氧烷类产品1。收稿日期：2022-12-12作者简介：肖春霞，女，1984 年生，高级工程师，研究方向为有机硅防水剂及相关防水产品的研发。联系地址：215008 江苏省苏州市姑苏区广济路 284 号。肖春霞，孟，沈培良（中建材苏州防水研究院有限公司，江苏 苏州 215008）斌贝Abstract:The performance and application effects of several commonly used silicone waterproofing agents at home andabroad are studied in this article,and the effects of different dilution ratios on the water absorption ratio,permeability,substrate surface hydrophobicity,and discoloration of silicone waterproofing agents are investigated.The results show that thesilicone waterproofing agent has good waterproofing effect and surface hydrophobic effect,and the substrate surface will notchange color when treated with appropriate dilution ratio;overall,the waterproofing and hydrophobic effects of silane/siloxanebased silicone waterproofing agents are better than those of alkyl silicate based silicone waterproofing agents.Key words:silicone waterproofing agent;silane/siloxane;alkyl silicate;dilution ratio;water absorption ratio;permeability;hydrophobic effectComparative Study on the Performance of Different Types ofSilicone Waterproofing AgentXiao Chunxia，Meng Yun，Shen Peiliang（CNBM Suzhou Waterproof Research Institute Co.,Ltd.,Suzhou,Jiangsu 215008,China）中国建筑防水China Building Waterproofing2023 年第 8 期8 月2023 No.8AugustDOI:10.15901/ki.1007-497x.2023.08.00416-本研究探讨了几种国内外常用的有机硅防水剂产品的防水性能及应用效果，考察了不同稀释比例对有机硅防水剂吸水率比、渗透性以及基材表面疏水效果、变色情况等的影响。1实验部分1.1原材料本研究选用的有机硅防水剂产品 A、B、C，其主要类型和外观如表 1 所示。1.2主要设备JJ-5 型水泥砂浆搅拌机，上虞越达仪器制造有限公司；水泥砂浆板模具，内腔尺寸规格为 75 mm25 mm12.5 mm；JT1003D 型天平：精度 0.001 g，上海力辰科技有限公司；101-00B 型烘箱，上海尚仪科技有限公司；SZW-3 型紫外灯箱，郑州惠晟科技有限公司；BD-200GHEPC 型低温冰箱，海尔科技有限公司。酞菁蓝颜料、浓硫酸、氢氧化钙、氯化钙等试剂，均为市售产品。1.3 有机硅防水剂的稀释有机硅防水剂浓缩液的稀释比例是影响最终防水性能和应用效果的主要参数之一。根据不同的稀释比例（质量比）配制了 9 种有机硅防水剂样品进行对比测试，具体稀释比例如表 2 所示。1.4性能试验有机硅防水剂样品的吸水率比、渗透性等性能试验参照 JC/T 9022002建筑表面用有机硅防水剂中的方法进行。1.4.1吸水率比采用强度等级为 42.5 的硅酸盐水泥，按照水泥颐标准砂颐水=1颐4颐0.55 的质量比混合均匀后，放入砂浆模具中捣实，等待 24 h 脱模后放入（23+2）益 清水中养护 14 d，取出晾干。将配制好的有机硅防水剂样品倒入底部放置有隔板的容器中，保持有机硅防水剂液面比隔板高约 7 mm。将 75 mm伊12.5 mm 的砂浆块表面朝下在有机硅防水剂中浸泡 20 s，取出甩去表面的防水剂，将试验面朝上，在标准条件下养护 72 h。注意，试验中需始终保持有机硅防水剂液面比隔板高约7 mm。将经有机硅防水剂处理的砂浆块和未经处理的空白砂浆块分别称取质量，然后将试验面朝下浸入蒸馏水中（保持蒸馏水液面比隔板高约 3 mm），24 h 后取出，吸干砂浆块表面的水分，然后立即称取质量。分别计算出经有机硅防水剂处理的砂浆块和未经处理的空白砂浆块的吸水率 A1、A2，通过计算可得到吸水率比 B=（A1/A2）伊100%。热处理、低温处理、紫外线处理、酸处理、碱处理条件下有机硅防水剂样品的吸水率比依次按 JC/T9022002 标准规定进行测试。1.4.2渗透性用 1.4.1 的方法制作经有机硅防水剂处理的砂浆块，然后分别在标准条件、热处理、低温处理、紫外线处理、酸处理、碱处理后，将试验面朝上，在上面直立放置一支直径约 20 mm、长约 120 mm 的玻璃管，用密封材料密封玻璃管与试块的缝隙，并在试块底下放SiSiSiSiSiSiRRRSi（基材）OOOOOOOOOO图 1有机硅材料憎水机理表 1试验用有机硅防水剂类型及外观序号外观类型A水性透明液体烷基硅酸盐类B乳白色液体硅烷/硅氧烷类C水性透明液体烷基硅酸盐类表 2有机硅防水剂的稀释比例样品编号稀释比例样品编号稀释比例1A颐水=1颐47B颐水=1颐192A颐水=1颐98C颐水=1颐43A颐水=1颐149C颐水=1颐94A颐水=1颐2010C颐水=1颐145B颐水=1颐911C颐水=1颐196B颐水=1颐14肖春霞，等：不同类型有机硅防水剂的性能对比研究17-置一张滤纸；玻璃管中注入水使液面高度为 100 mm，并将玻璃管上端管口密封，静置 2 h，记录液面下降的高度，并检查试块底下的滤纸上是否有水迹。1.4.3疏水效果及基材表面变色情况将水滴在经有机硅防水剂处理的砂浆块表面，观察经标准条件养护后水珠在砂浆块表面是否能滚动，并与未处理的空白砂浆块表面进行对比看变色情况。2结果与分析2.1吸水率比试验结果及分析不同有机硅防水剂样品的吸水率比试验结果如表 3 所示。从表 3 可以看出，与空白砂浆块相比，经有机硅防水剂处理的砂浆块的吸水率均有较大程度的下降。对于同一种有机硅防水剂，其稀释比例越大，防水效果越差，吸水率比越大。在同等稀释比例下，有机硅防水剂 B 的防水效果比 A 和 C 更好。这是因为有机硅防水剂 B 是硅烷/硅氧烷类产品，硅氧烷支链上带有活泼的氢原子，能与砂浆基材表面的羟基反应并释放出氢气，生成带有烷基的聚硅氧烷憎水膜。有机硅防水剂 A 和 C 是烷基硅酸盐类产品，烷基硅酸盐会与空气中的二氧化碳反应，生成烷基硅酸，烷基硅酸缩合成为聚烷基硅酸并进一步生成憎水膜，使基材表面具有憎水性，但烷基硅酸盐反应生成憎水膜的过程中会产生碳酸盐等亲水的副产物，导致其防水效果没有硅烷/硅氧烷类产品好。从表 3 还可以看出，有机硅防水剂 A 与 C 是同类型的产品，但稀释比例一样时，C 的防水效果不如A，这是因为 A 的浓缩液固含量更高，且有效成分含量更高，稀释同等比例后样品中的活性组分含量也更高，因此防水效果更好。2.2渗透性试验结果及分析渗透性是反映有机硅防水剂抵抗水渗透能力的指标。不同有机硅防水剂样品的渗透性试验结果如表4 所示。从表 4 可以看出，所有有机硅防水剂样品的渗透性试验结果都满足 JC/T 9022002 标准的要求，且滤纸上都没有水迹。不同类型的有机硅防水剂，当其稀释到一定倍数后，在酸处理、碱处理、低温处理和热处理后的防水效果均有明显下降，而经紫外线处理后的防水效果几乎没有下降，说明有机硅防水剂具有优异的耐紫外线性能。从表 4 还可以看出，在酸处理、碱处理、低温处理和热处理后，有机硅防水剂 B 的防水效果均比有机硅防水剂 A 和 C 要好，这是因为有机硅防水剂 B 是硅烷/硅氧烷结构，其碳链更长，具有更好的耐酸、耐碱、耐热和耐低温性能。2.3疏水效果及基材表面变色情况经不同类型有机硅防水剂处理后的砂浆块疏水效果及表面变色情况试验结果如表 5 所示。从表 5 可以看出，有机硅防水剂 B 的疏水效果更好，达到了 V 级；而有机硅防水剂 A 和 C 因为是烷基硅酸盐类产品，形成活化物的过程较慢，导致其防水效果不明显。（下转 第 30 页）表 3有机硅防水剂吸水率比试验结果样品编号样品编号1728394105116吸水率比/%16.5814.6218.2425.6113.8716.72吸水率比/%22.5617.5016.4719.2327.66注：JC/T 9022002 要求吸水率比臆20%。表 4有机硅防水剂渗透性试验结果处理方式样品编号1234567891011标准条件0000.60000000酸处理000.1 0.2000.20000.2碱处理000.1 0.30000000.1紫外线处理0000.10000000低温处理000.3 0.8000.20000.5热处理000.2 0.9000.10000.6单位：mm注：JC/T 9022002 要求渗透性臆2 mm。中国建筑防水2023 年第 8 期总第 465 期18-2）注意节点部位是否存在虚焊、焊穿等焊接质量问题。所有长短边焊缝应用勾针进行检查，如出现虚焊、漏焊等现象，应及时修补。3）防水大面完成效果如图 2 所示。2.3节点部位施工操作2.3援1女儿墙防水构造做法女儿墙、山墙上端先用收口压条固定（收口位置可在女儿墙立面不小于 250 mm 处、墙顶平面或者女儿墙的外立面），然后用密封胶密封。立面卷材下端向平面弯折 50 mm 左右，用 U 型压条依次压住大面卷材与立面卷材并固定，上用 150 mm 宽的 H 类 TPO卷材覆盖条覆盖。2.3援2屋面落水口防水节点做法本项目的落水口为直式落水口，根据落水口直径计算出周长，再根据周长裁剪卷材，将卷材焊接成圆筒状，放入雨水管内，上端采用热风焊枪将卷材与大面卷材焊接在一起，下端用硅酮密封胶打胶密封。2.3援3出屋面管道穿出屋面管道采用同材质均质 TPO 防水卷材，上端用不锈钢箍箍紧、密封胶密封，高度不少于 250mm，下端与大面卷材焊接。如果管道直径大于 500mm，则在管道四周另加 U 型压条固定，并用 150 mm宽的 H 类 TPO 卷材覆盖条覆盖。3结语本项目在前期设计阶段，通过安排专业人员进行实地勘察，并和甲方、总包、设计等各方开展技术交流，最后针对该项目屋面现状给出了针对性的防水维修设计方案，所选用的防水主材非沥青基强力交叉膜自粘防水卷材与丁基自粘 TPO 高分子防水卷材完美结合在一起，既避免出现窜水隐患，又有很好的耐久性能，实现了“一次防水”的理念。该复合防水设计做法已在多个项目上推广使用，防水效果理想，受到业主好评。（编辑：庞正其）图 2屋面防水维修大面完成后效果从表 5 还可以看出，有机硅防水剂 A 和 C 在稀释倍数较小时，砂浆块表面会有泛白现象，这是因为烷基硅酸盐类产品在反应过程中生成了过多的副产物导致的。3结语本研究探讨了几种国内外常用的有机硅防水剂在不同稀释比例时的吸水率比、渗透性以及基材表面疏水效果、变色情况等。试验结果表明，有机硅防水剂具有较好的防水效果及表面疏水效应，在合适的稀释比例下处理基材，不会导致基材表面变色；总体而言，硅烷/硅氧烷类有机硅防水剂产品的防水效果与疏水效果均好于烷基硅酸盐类有机硅防水剂产品。参考文献：1程勇刚，陈丰.有机硅防水剂对基材吸水率的影响研究J.福建建材，2022（6）：37-39.（编辑：丁春花）表 5疏水效果及基材表面变色情况疏水效果芋郁芋域芋吁郁芋郁芋芋变色程度泛白不变色不变色不变色不变色不变色不变色泛白不变色不变色不变色样品编号1234567891011（上接 第 18 页）中国建筑防水2023 年第 8 期总第 465 期30-