2020-01-28

Protectosil® 建築延壽的最佳良藥!

您知道鋼筋混凝土的建築也是會「呼吸」的嗎?

台灣獨特的海島型氣候 減少了建物鋼筋結構的使用年限

台灣四面環海,為典型海島型氣候區,尤其以沿海地帶,高濕與高鹽份的環境,長時間處於如此嚴苛的條件下,無法避免氯離子的侵入,造成許多建築物鋼筋結構的迅速腐蝕。

鋼筋混凝土RC結構物在近代建築已經成為不可或缺的基礎工程之一,因應實際的需求狀況,各種不同技術背景的混凝土防護技術不斷推陳出新。

不論是從基礎混凝土配比與添加劑的改良、電化學角度切入的陰極防蝕技術、環氧塗佈防蝕鋼筋的前期強化或阻擋表面氯離子與水份侵入的塗佈材料,對於提升鋼筋混凝土RC結構的使用年限都相當重要。甚至為了達到最佳防護的效果,會採取二種以上的複合式防護。

而水與氯離子的侵入就是這一切的元兇。這二個元素不但會破壞混凝土,更會侵入內部腐蝕鋼筋,導致強度下降,鋼筋生鏽體積膨脹而使混凝土產生龜裂 (化學反應如圖一所示)。

圖一: 水與氯離子侵入鋼筋混凝土的化學反應式
圖一: 水與氯離子侵入鋼筋混凝土的化學反應式

絕佳的產品與解決方案「Protectosil® 矽烷 疏水處理劑」

透過文獻調查和研究,我們發現同時降低混凝土表面吸水率與氯離子侵入,是提高鋼筋混凝土結構使用年限最有效的方式之一,贏創矽烷類的疏水處理劑則是其中最廣泛被使用的材料之一。

具有比奈米更小的分子結構及非常低的黏度,經由反應型的疏水化處理,矽烷能有效地阻止水和氯離子到達鋼筋,進而阻止腐蝕,其主要功能如下:

  1. 阻止水進入混凝土 (抗凍融、酸雨、風化)。
  2. 延缓水溶性汙染物,如氯離子渗透侵蝕鋼筋。
  3. 耐酸、鹼等化學腐蝕。
  4. 耐紫外線、耐候性能卓越。
  5. 矽烷可以深度渗透(3-6mm),並與混凝土產生化學鍵解,長期有效地保護混凝土。
  6. 保留混凝土本身的「呼吸」能力。
  7. 不會改變混凝土的外觀。

圖二: 矽烷類疏水處理劑之作用機理

優異的防水表現

不同於一般的表面防護塗料,矽烷類為高滲透型的技術,因此可以有效地避免因為表面損傷或是風化而喪失應有的防護功能,圖三為針對混凝土橋面施做不同類型的防護材料,在長時間的磨損後,經過矽烷處理的混凝土橋面,仍能夠保有非常優異的防水效果。

圖三: 橋面高負荷交通磨損之前和之後的吸水率降低率

為了能夠達到最佳的使用年限,全世界已經有許多的橋梁採用 Protectosil® 矽烷類的防護劑,如中國、日本、印尼、新加坡、歐美等國家。

矽烷的疏水化處理已經被列為海港工程、核電廠以及高速公路的混凝土表面防護標準,而台灣在這方面仍然相對落後亞洲其他國家。

圖四: 各國採用矽烷類防護劑案例

國際矽烷疏水化處理的肯定 國內有待推廣

由於缺乏對這類產品的使用經驗,目前國內公共工程對於矽烷的實際使用案例並不多,但是在許多的私人建案、古蹟防護的應用上,則是逐年增加。不論是使用在新建的混凝土鋼筋結構或者滲透型的鋼筋腐蝕抑制劑,皆能夠大幅降低養護費用。

國內相關單位每年花費在公共工程如港灣、碼頭、橋梁的養護費用十分可觀,而相較於國外長期以來的統計數字,矽烷疏水化的處理費用約只為定期養護費用的3~4成。因此矽烷疏水化處理在國際上被認定為有效且經濟實惠的混凝土防護技術,也被越來越多國家製定為公共工程必需的要件之一。

矽烷疏水化處理,在國外已有超過20年以上實際應用的經驗,1994 年NCHRP 第209號調查全美各州混凝土路橋經常使用及認可的材料中,以矽烷為最多,占其中的33%。

相信透過國外廠商不斷的引進新技術以及更多的成功案例,這類型的新型防護材料能夠為台灣的營建工程帶來一股新氣象。

※ 本次發佈內容摘錄陳啟泰經理和營建知訊第438期《每月專題/提升混凝土耐久性技術》的合作。

在台灣,您知道有哪些建築使用了 Protectosil® 防水處理嗎?

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