0 前言
直到若干年前，人们仍认为混凝土和砖石建筑物，特别是增强混凝土，具有抗侵蚀性。但是，随着混凝土被破坏事件的不断发生，使人们逐渐意识到：尽管混凝土的强度很高，但仍易遭到破坏。多种负面影响，如侵蚀性的环境作用（特别是不断变化的湿度），会加速混凝土性能的下降，其中对混凝土中增强钢筋的破坏作用尤为明显。钢筋被腐蚀后，其体积会膨胀，这样就会产生一种张力，使较薄的混凝土碎裂，从而使增强钢筋处于更为危险的境地。在混凝土中同时发生的碳化和水的吸附过程被认为是钢筋腐蚀的主要原因。

新制备的混凝土，因水泥水化产生的Ca（OH）2、KOH、NaOH而造成其碱性较高（pH=12~13），并使混凝土内部的钢筋钝化而不受腐蚀。但经过一段时间后，由于受空气中酸性气体CO2、SO2、NOx 和湿气的作用，其中重要的作用为碳化过程，即Ca（OH）2+ H2O+CO2 → CaCO3↓ + 2H2O使混凝土的pH值逐渐下降。当pH值降至小于9时，混凝土就会失去耐腐蚀性，使钢筋受到腐蚀。混凝土和砖石建筑物为一种非均质多孔结构和高渗透性的材料，是影响混凝土建筑物耐久性的主要原因。它可通过毛细管吸附水，其过程常常伴随着对有害物质的吸附。就水自身而言，水可以使盐分由材料的内部迁移到外部，从而使建筑物表面风化及盐霜，水可以引起材料发生霜冻和解冻，如果长期受空气中水分的侵蚀，就会使墙壁遭受干、湿交替的高应力，引起表面开裂，水可以使墙壁发霉并腐蚀钢筋。此外，水还可以夹带污染物和灰尘，使建筑物污损。而溶解于水中的物质，特别是氯离子，因会破坏增强钢筋表面的钝化层，破坏作用更强，造成灾难性的腐蚀。必须对混凝土和砖石建筑物进行防水涂覆处理，其目的是：
（1） 增加混凝土耐CO2 渗透能力，即增加抗碳化能力；
（2） 增加混凝土耐氯化物渗透能力，降低混凝土对溶解于水中的有害物的吸附能力；
（3） 提高混凝土对霜冻以及除冰盐的抵抗性；
（4） 提高混凝土表面憎水性，降低毛细管吸水性，不影响混凝土的水蒸气渗透性，混凝土即使在碱性溶液中浸泡后也不会降低防腐蚀性能；
（5） 不影响混凝土的外观。

1 有机硅防水材料的防水机理
为了保护建筑物，必须寻求一种既可防止水分由外面进入又不抑制内部所形成的潮气向外转移的防水材料。
传统用作砖石建筑物防水材料的有环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、氯化橡胶及乙烯树脂等涂料、油膏、沥青等。这些普通防水剂的防水原理是通过堵塞砖石材料的孔眼以排斥外面的水分侵入，由于小孔被堵死，造成墙体不透气，因此当水分从砖石孔隙排出时，它能冲破表面的防水涂层，致使涂层的寿命很短。此外，这些传统保护材料有着其自身难以克服的缺点，如长期暴露于环境中会引起老化、褪色和剥离，耐碱性差、附着力小、自身耐久性差、容易吸灰、施工困难等诸多问题。为此，从20世纪90 年代起，随着有机硅技术的发展，新型有机硅材料已被广泛地应用于建筑物的防水、防腐蚀和保护领域。

有机硅防水剂是一种理想的混凝土、砖石等建材的新型防水材料，其特性是无毒、无色、施工方便，固化快，能保持建筑物本身色泽，能以溶液、乳液等形式喷涂在建筑物表面上，提高其防水、防污、防尘、防腐蚀、抗风化性能，同时它能渗入墙体基材表面数毫米，防水效果好，耐久性能好。
有机硅防水材料为带有一定反应活性基团的硅氧烷类有机硅化合物。这类化合物与无机硅酸盐材料，如混凝土、砂浆混凝土、加气混凝土、陶瓷、砖、瓦等有很大的化学亲和力，因而能改变这些硅酸盐材料的表面特性。这是由于带有反应活性基的硅氧烷掺入混凝土后，不但能通过活性基团相互作用生成枝状、链状及网状分子，形成网状疏水性硅氧烷膜，还能与硅酸盐基材中的羟基反应形成末端带有≡ Si—R基的硅烷链（R一般为CH3），填补了混凝土中的微孔隙，使混凝土微观结构致密，提高了混凝土的抗渗性。而且这些高分子聚合物具有一定的塑性强度，可以有效地减少混凝土的干燥收缩，防止或减少混凝土因收缩而产生的内应力，减轻因此而产生的原始裂缝展开程度，提高了混凝土的抗裂性。再则，还可以分散应力，防止应力集中，改善混凝土的内部界面效应，增强混凝土的弹塑性，使混凝土的抗渗、抗拉、耐久性等得到综合改善。这是一种非极性基，有着极好的憎水性。这种疏水性网状硅氧烷分子膜具有很低的表面张力，因此能均匀地分布渗透到多孔硅酸盐基材的微孔壁上，形成薄膜而不会封闭其毛细管通道，水在毛细管壁的接触角为100°~ 130°以上，使滴在其上的水成为小水滴，无法渗入到基材内部。这样，经有机硅处理过的基材就具有良好的憎水效应，有效的阻止水分侵入，又由于它没有封闭基材毛细管通道，不妨碍水气由里向外扩散，使得基材具有良好的透气性。

2 有机硅防水剂的类型
2.1 水性有机硅防水剂
水性有机硅防水剂是一种以水为介质，有机挥发物低的环保型防水材料。目前建筑基材上广泛应用的水性有机硅防水剂主要有甲基硅醇盐、含氢硅油乳液等。其中，甲基硅醇盐价格便宜、使用方便；但易影响被处理基材的外观，且与二氧化碳的反应速度较慢，需24 h 才能固化。由于施用的防水剂在一定时间内仍为水溶性的，因此，受到水的侵蚀后易流失，防水耐久性较差。含氢硅油乳液易水解，产品稳定性较差，影响基材表面的光泽。
2.2 溶剂型有机硅防水剂
溶剂型有机硅防水剂是充分缩合的聚甲基三乙氧基硅烷树脂。该树脂呈中性，使用时必须加入醇类溶剂；当施涂于基材表面时，溶剂很快挥发，在砖石的毛细孔上沉积一层极薄的薄膜。这层薄膜无色、无光，也没有粘性，看上去就像没有涂过一样。溶剂型有机硅防水剂受外界的影响比甲基硅醇盐小得多，因而适用的范围较广，但因对环境有害、易燃，因此，在建筑方面的应用受到一定限制。
2.3 有机改性有机硅防水剂
有机改性有机硅防水剂是由有机高分子乳液（如丙烯酸酯、醋丙、苯丙乳液等）与反应性有机硅乳液（反应性硅橡胶或活性硅油）共聚而成的一类新型建筑涂料。经此类防水剂处理过的基材具有良好的疏水性，能有效阻止水分的侵入，并能保持基材原有的透气性。