表面涂层和密封剂是帮助防止外部化学物质渗透到混凝土中的有用工具。该视频解释了防渗、反应性、蒸汽渗透性密封剂如何在混凝土中发挥作用。讨论了每种密封剂的不同类别和挑战。关于蒸汽渗透膜及其性能进行了广泛的讨论。这些膜对混凝土特别有益，因为它们成本低、易于应用，并且在现场表现出良好的性能。
现场工作显示了俄克拉荷马州桥梁中硅烷涂层的使用寿命。此外，还深入了解了涂层如何失效以及涂层停止性能后可以采取哪些措施。
混凝土表面的密封剂和涂层
我要跟你们谈谈混凝土表面的密封剂和涂层，它们是一种很好的方法，可以延长混凝土的寿命。我叫泰勒·雷，我喜欢制作这些视频，和你们分享，教你们关于混凝土的知识。所以，一种延长混凝土寿命的酷炫方法是，让表面不透水，让表面对外界的化学物质很难进入，让它们根本进不来。我们今天要讨论三种方法，三种不同的涂层技术：不透气的、反应性的和透气的。让我们从第一个开始吧。
不透气的密封剂
不透气的密封剂就像一种油漆，就像你在混凝土表面涂上的一种油漆，就像这样的想法，什么都进不来，什么都出不去，我要把所有的东西都封起来，这样就很棒了。现在，市面上有一些不透气的密封剂，比如环氧树脂油漆或涂层，沥青基涂层，橡胶水泥，还有更多。你希望这些东西有一些弹性，能够随着你的混凝土的移动而有一点变化。现在，这里有一些挑战，任何你使用的涂层都可能有一些损坏的区域，它们可能是带着这些损坏的区域建造的，或者这些损坏或者划痕可能随着时间的推移而发生，它们会让这些外界的化学物质在那个地方进入。它们还会把水分封在你的混凝土里，有很多耐久性机制和很多关于混凝土的一般事情，你不希望它变得太湿，这对于碱硅反应，对于冻融，对于腐蚀，都是一个问题，很多不同的事情。这些涂层会随着时间的推移而脱落，水会从下面渗入，把它们顶起来，顶起来，顶起来，然后掉下来。还有，如果你的混凝土开裂了，你看不到它们，就像哇，我觉得这是一件好事，裂缝很丑，裂缝是一个警告，裂缝是你的混凝土告诉你，它不舒服。
反应性密封剂
另一种密封剂是一种叫做反应性密封剂的东西。这是一种固体材料，你放在表面上，它会和水化混凝土反应，帮助使孔隙变小。现在，有一些这样的密封剂，比如任何叫做硬化剂的东西，任何你在五金店里看到的，说它是混凝土硬化剂的东西，都属于这个类别。有时候它们是固体，你在混凝土湿的时候放上去，有时候它们是液体，你倒进去，比如锂、钙、钾硅酸盐，它们实际上在混凝土里形成了一种叫做水玻璃的东西，帮助堵塞孔隙。还有一种叫做非晶态二氧化硅的东西，它也可能有助于提高与氢氧化钙的反应，形成更多的水化硅酸钙。还有其他的。要知道，这些密封剂的挑战是，它们的好处很难量化。现在，我不是说没有好处，请，请，我认为所有这些都是很棒的工具，我们应该在合适的情况下，合适的时间使用它们。但是，很难知道你到底得到了什么，也不清楚要在表面上放多少，甚至不清楚有多少是在反应，或者有多少只是为了外观而存在的。而且，它只在表面起作用，它只在表面形成一层薄薄的层，那有多厚呢？这取决于材料。
透气密封剂
我要谈的最后一件事是一种叫做透气密封剂的东西。这是一种我研究过的东西，所以我会知道更多关于它们的东西，但我认为它们对于混凝土的使用非常有益。它们不让液体进出，但是它们
透气密封剂的原理和效果
透气密封剂是一种可以让水汽从混凝土中排出，但不让液体进入的材料，这对于混凝土的寿命非常有益。它们是怎么工作的呢？你把这种东西像液体一样倒在表面上，它就会渗透到孔隙里。通常，它们会和酒精或其他一些载体混合，以便它们能够深入到混凝土里。然后，酒精或其他东西会蒸发掉，剩下的东西会和混凝土反应，形成一层，一层很厚，有点滑的层。这里是没有反应的混凝土，这里是已经反应的混凝土。你可以看到这个表面，这个表面是疏水的。那是什么意思呢？那意味着水不喜欢它，意味着水害怕它。如果你看表面，水会凝结起来，它不想进去。现在，如果你试图把氯化物放到这些结构里，这层就会帮助阻止那些氯化物进入。在左边，这是没有涂任何东西的混凝土，我们可以看到氯化物渗透进去。你在说什么呢？这是一个化学图像，这个灰色的值是背景，那意味着没有氯化物。这个浅蓝色的意味着有低浓度的氯化物，但有一点。这里有一点多，这里有一大堆。这是在180天之后，看看它渗透到混凝土里有多深。现在，这是完全相同的混凝土，这两个完全相同的混凝土，但它们已经用这种硅烷材料在表面处理过了，看看，看看它是怎么阻止它的，看看它是怎么不让它进得很深的。这太棒了，这是你想要的一种性能，一种在你的混凝土上的膜。这里是同样的东西，作为一个图表，你可以看到，没有硅烷的样本，看看它有多深，看看浓度有多高。而有硅烷的那个，它大大降低了渗透到混凝土里的氯化物的量。所以，有一些类型的，有硅烷，有硅氧烷，有硅酸盐，还有一大堆其他的聚合物，能做这种类型的东西。不过，挑战是，当你涂这些东西的时候，混凝土的水分含量非常重要。有时候，你实际上希望混凝土很湿，就像乳胶一样。有时候，你希望混凝土干燥，就像硅烷或硅氧烷一样。这取决于系统，但不管哪一种，你都希望水分离开，而且你希望这种聚合物在孔隙里形成。还有一些事情是，它们的表面处理是至关重要的，而且它们有高挥发性有机化合物，那意味着它们不利于呼吸，不利于环境，而且易燃。这些材料的一个巨大的好处是，水分不能进出，但水汽可以。想想大多数混凝土，水不会停留在表面上，所以这意味着它们会随着时间的推移而干燥，这是一个巨大的好处。阻止耐久性问题的一个主要工具是使用其中一种透气密封剂，来阻止碱硅反应，冻融，腐蚀，碳化，因为在所有这些情况下，如果你能让混凝土干燥，那么你就能阻止这些反应发生。那么，这种东西能渗透多深呢？好吧，大多数规范说，它们希望它大于八分之一英寸或三毫米，但你怎么知道它在那里呢？你实际上可以取芯，这是我以前的一个学生布莱恩，从一个混凝土结构里取芯，你可以看到这些芯，我们已经切开了它们。
透气密封剂的持久性和衰退机理
我们实际上在这些芯上涂了不同的染料，不同的水，你可以看到渗透的深度。这是 Maddie 的工作，她是我以前的博士生之一。你可以看到，我们有一些区域，这里没有染料，这里也没有染料，但是这里有染料，为什么呢？因为这里是疏水的，染料进不去，这很好。那么，这种效果能持续多久呢？我们使用了这些技术，我们可以对桥梁进行取样和染色，我们访问了 60 座不同的桥梁，它们的年龄从 5 到 20 年不等。对于每座桥，我们从行车道和路肩各取了三个芯。非常感谢 Oklahoma d-o-t 资助这项研究，这是结果。我们知道，在这些桥梁中，当硅烷第一次涂抹时，它的厚度大于三毫米。我们有文档证明，在涂抹时，厚度大于三毫米。在前 12 年里，在行车道和路肩，我们发现所有的桥梁都表现良好。但是在 15 年后，只有 67% 的桥梁，也就是三分之二的桥梁，有一个满意的涂层厚度。而且当我们到了 17 年以上，这个比例就更低了，大约只有 20% 的桥梁，也就是五分之一的桥梁，有这种满意的涂层。你会说，什么？那么我刚才说了什么呢？我是说，在这些情况下，使用了 70% 的硅烷和酒精载体的 Oklahoma 桥梁，在开始衰退之前，它们能持续至少 12 年。而且衰退是非常有趣的，因为我们可以看到，这些年轻的桥梁有一层厚厚的涂层，而在 12 年后，这层就变薄了一点，而在 15 年后，它又变薄了一点，而在 17 年后，它变得更薄了，然后在 18 年，我们什么都没有，在 20 年，我们什么都没有。哇，这层涂层是从里面向外面变薄的，为什么会这样呢？记住，这里的东西是一种聚合物，它就像油脂或污垢，而这里的东西就像高度腐蚀性的，它有一个超高的 pH 值，像 12.5 或 13，它就像和 Drano 一样的 pH 值，我想它是慢慢地腐蚀掉这种油脂的。所以，衰退是从混凝土的内部向表面发生的，我想这是由于孔隙溶液中的高 pH 值引起的。孔隙中的硅烷就像一种油脂，它可以帮助阻止水分进入，而混凝土的孔隙溶液就像一种清洁剂或去油剂，它从内部向外部腐蚀它。那么，当这种东西衰退后，你能做什么呢？你可以再次涂抹它，你可以把它放上去，它又会起作用。不过要小心，第二次让材料进去可能比第一次更难。非常感谢你们观看这个视频，我真的很感激。如果你喜欢它，请给我一个赞，订阅我的频道，给我留言。大家保重，再见。