裝飾混凝土表面保護(hù)劑的應(yīng)用研究

王 猛

南京倍立達(dá)新材料系統(tǒng)工程股份有限公司

1 引言

裝飾混凝土是一種以耐堿玻璃纖維為增強(qiáng)材料、水泥砂漿為基體材料的纖維水泥復(fù)合材料，具有豐富的造型、紋理、質(zhì)感與色彩表達(dá)能力，是建筑設(shè)計(jì)師想象中的材料。裝飾混凝土為水泥基材料，內(nèi)部與表面有許多微孔，水分與污染物的進(jìn)入會(huì)對水泥基材產(chǎn)生破壞同時(shí)影響表面的清潔效果，裝飾混凝土應(yīng)用于建筑外墻圍護(hù)，經(jīng)歷風(fēng)吹日曬雨淋，其表面需要涂覆一層表面保護(hù)劑，可增加裝飾混凝土的壽命；另外裝飾混凝土的表面保護(hù)劑阻隔水的進(jìn)入，可以有效抑制水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧化物隨水分析出到裝飾混凝土表面，有效地降低泛堿作用。

裝飾混凝土表面保護(hù)劑按防護(hù)方式分類有成膜型與滲透性兩種，按溶劑分類主要有水性和油性兩種，成膜型保護(hù)劑在裝飾混凝土表面形成一層致密的膜，阻礙水分及污染物的進(jìn)入，滲透型保護(hù)劑滲入到水泥基材表面孔隙內(nèi)結(jié)晶，阻礙水分進(jìn)入基材內(nèi)部起到保護(hù)裝飾混凝土的目的。

本文針對油性滲透型、油性成膜型、水性滲透型、水性成膜型四種類型的保護(hù)劑在裝飾混凝土上的應(yīng)用，通過對裝飾混凝土的表面質(zhì)感色澤、保護(hù)劑的pH、噴淋滲透性、易清洗性、防水性、耐沾污性、耐紫外老化性、耐酸堿性、耐洗刷性能的評價(jià)選擇適合于裝飾混凝土的表面防護(hù)體系。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)原材料料及設(shè)備

原料：(滲透性保護(hù)劑滲透型、油性成膜型、水性滲透型、水性成膜型)、石墨、食用油、墨水、硫酸、氫氧化鈣、裝飾混凝土樣塊。

設(shè)備：噴槍，氣壓泵、紫外老化箱、烘箱、毛刷、耐洗刷設(shè)備。

2.2 檢測方法

樣塊的制作：將試塊放入烘箱中干燥24h，對裝飾混凝土6個(gè)面進(jìn)行均勻的噴涂，放在通風(fēng)干凈的環(huán)境下24h進(jìn)行性能檢測

防水性、耐沾污性、耐酸堿性、耐紫外老化性的測試：參照（JC∕T 973—2005）進(jìn)行檢測耐洗刷性能的測試：將2塊試樣水平放置，噴有保護(hù)劑面向上（面層向上），放于洗刷實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，滴加2ml洗滌介質(zhì)，啟動(dòng)儀器，往復(fù)洗刷，洗刷固定次數(shù)（300次）觀察是否起皮露出底材，按照2.1測定吸水率。

耐洗刷性：N耐紫外老化性：

N——耐紫外老化性；

N1——參比樣品吸水率的平均值；

N2——經(jīng)老化處理后吸水率的平均值。

2.3 易清洗性能的測試

將防護(hù)后的實(shí)驗(yàn)樣品和參比樣品各6塊水平放置，將每種污染試劑分別滴加兩滴在2塊樣品的中心部位，室溫下放置1h后，用毛刷進(jìn)行清洗，待表面干燥后，觀察表面污染狀況，取污染最嚴(yán)重的樣品污染狀況作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 結(jié)果與討論

3.1 不同保護(hù)劑的防水性能

由圖1可見，水性保護(hù)劑的防水性能波動(dòng)較小，油性的防水性波動(dòng)較大，可能是因?yàn)樗员Ｗo(hù)劑與親水性水泥基材接觸潤濕性較好，容易在水泥基表面形成一層致密的膜或滲透到水泥基微孔中進(jìn)行封孔；油性保護(hù)劑由于溶劑的種類不同，在水泥基材表面的潤濕性不同，導(dǎo)致其防水性能不同。

圖1 不同保護(hù)劑的防水性

油性保護(hù)劑的防水性能要高于水性保護(hù)劑的防水性能，油性體系其樹脂的交聯(lián)度要高于水性體系，在其與基材充分濕潤的前提下，能夠在其表面形成一層更致密的膜，有效的阻礙水分的進(jìn)入，起到防水的目的。

3.2 耐洗刷性能

由圖2可見，油性保護(hù)劑的耐洗刷性要比水性的要好；水性成膜型保護(hù)劑的耐洗刷性能要比水性滲透型的要好，可能滲透型保護(hù)劑在施工后沒有深入滲透到水泥基材內(nèi)部，經(jīng)洗刷后滲透結(jié)晶保護(hù)劑脫落防水性能降低。

圖2 不同保護(hù)劑的耐洗刷性能

3.3 不同保護(hù)劑的耐酸堿性

由圖3可見，保護(hù)劑的耐堿性要比耐酸性要好，硫酸對保護(hù)劑及基材的腐蝕要比堿嚴(yán)重，酸中的H+對保護(hù)劑鍵的攻擊較強(qiáng)，保護(hù)劑被破壞；保護(hù)劑通過范德華作用力及氫鍵和物理作用力與基材黏接到一起，酸與水泥基材發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致保護(hù)劑與基材整體發(fā)生脫落，因此耐酸性的吸水率出現(xiàn)大幅度的升高，從而表現(xiàn)保護(hù)劑的耐酸性不好，堿溶液為飽和氫氧化鈣溶液，其與堿性基材不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，保護(hù)劑的耐堿性要比耐酸性較好。

圖3 不同保護(hù)劑的耐酸堿性

3.4 不同保護(hù)劑的耐沾污與易清洗性

由圖4可見，耐沾污性能體現(xiàn)的是裝飾混凝土表面對污染物的排斥能力，成膜型保護(hù)劑的耐沾污性能優(yōu)異于滲透型保護(hù)劑，b 和c 可見，用流動(dòng)水沖洗后的樣板墨水印記幾乎消失，但是油性污染物在基板上的殘留較多，保護(hù)劑基體樹脂聚合物帶有親油性基團(tuán)，流動(dòng)水沖洗后油性污染物在基板上有殘留；b 和d 可見，成膜型的樣板經(jīng)過清洗后與未污染的樣板清潔度幾乎一樣，滲透型的樣板墨水污染的印記還是很明顯，油性污染物清洗掉恩仍有殘留，成膜型保護(hù)劑在基材表面形成一層致密的膜污染物沒有滲透到基材內(nèi)部，經(jīng)過毛刷與清洗劑的清洗污染物被洗掉，而滲透型保護(hù)劑與基材結(jié)合，基材表面孔隙未被堵住，表面污染物經(jīng)過1h 的時(shí)間通過毛細(xì)孔深入到基材內(nèi)部，不易被清洗掉。

圖4 不同保護(hù)劑的耐沾污性

3.5 耐紫外老化性

據(jù)圖5可見，水性成膜型、油性成膜型、油性滲透型保護(hù)劑的耐紫外老化性都在80%左右，而水性滲透型保護(hù)劑的耐紫外老化性較差，水性滲透型保護(hù)劑為有機(jī)硅類石材保護(hù)劑，Si原子上連接的碳鏈可能較短，經(jīng)過紫外光的照射，高能量的紫外光破壞了連接在Si原子上的碳鏈，使疏水性基團(tuán)脫落，降低了保護(hù)劑的防水作用，從而保護(hù)劑的耐紫外老化性較差；成膜性保護(hù)劑的交聯(lián)程度較高，形成一層錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)膜，其耐紫外老化較好；油性保護(hù)劑。

圖5 保護(hù)劑的耐紫外老化性

4 結(jié)束語

通過不同保護(hù)劑在裝飾混凝土上的應(yīng)用以及性能的檢測，成膜性保護(hù)劑的綜合性能要高于滲透性保護(hù)劑，裝飾混凝土的防水性能明顯提升。