混凝土密封固化劑的真正反應原理是什麽?

來源:小猪视频在线app下载地坪 發布日期:2018-07-14

混凝土密封固化劑的真正反應原理是什麽?

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在建築行業,絕大部分人對混凝土密封固化劑都有所耳聞,而對其有深入了解的卻屈指可數。如今,各類品牌固化劑如雨後春筍,出現在市場上,鋪天蓋地的廣告,讓人眼花繚亂,但如果成為一名地坪專家,自然心中有一把標尺,能夠去衡量優劣,選取最合適的產品。因此,華燦地坪邀您一起,聊聊混凝土密封固化劑的那些事兒。未經處理的混凝土有著眾多問題,通過在高倍顯微鏡下放大混凝土,可以看見諸多毛細孔,使混凝土看上去像海綿,這些毛細孔導致混凝土易滲透,有斑點並且極易被嚴重腐蝕。混凝土的強度主要來源於水泥成分中的矽、鈣在水的作用下生成的穩定性較高的矽酸鈣化合物(C-S-H),C-S-H就是混凝土中起主要強度作用的物質。混凝土內部在其初凝後仍一直在緩慢的進行著C-S-H水合反應。液態高滲透密封固化劑中所含的活性矽酸根離子與混凝土中未反應成矽酸鈣的遊離鈣離子反應生成矽酸鈣水合物(C-S-H),使混凝土中的鈣離子進一步參與反應,更大幅度地提高混凝土的強度和硬度。化學反應式如下:CaO+H2O → Ca(OH)2Na2SiO3+Ca(OH)2→CaSiO3+2NaOH(此為鈉基固化劑反應式)如果沒有用密封固化劑,Ca(OH)2會與空氣中的CO2 反應,浮出混凝土表麵,生成白色的CaCO3和H2O,上述現象稱為泛堿,又叫白華或壁癌。其反應方程式如下:Ca(OH)2+ CO2 → CaCO3 +H2O因此,混凝土密封固化劑不是一種塗層或覆蓋型材料,而是通過滲入混凝土,發生化學反應,能夠從內部填滿毛細孔,使得混凝土密封成一個堅固的實體,從本質上改變混凝土各方麵的性能,使得混凝土表麵不易滲透,無塵,混凝土鹽不易進入混凝土表麵,大大增大了對重載使用的耐磨性,在大的鐵製镘光的表麵出現了迷人的大理石般的光澤。事實上,混凝土密封固化劑是於二戰後,由一名德國科學家在美國加利福尼亞州發明的,取名為ASHFORD FORMULA-安斯福妙樂(以下部分簡稱AF)。在1947年開始被廣泛使用,最早有詳細資料記載的使用記錄是1949年美國凱迪拉克汽修廠,這個項目至今已68周年,期間無任何翻新和間斷使用。1978年,美國CURECRETE國際化學公司成為安斯福妙樂的製商,1999年,安斯福妙樂進入中國,無錫市華燦化工有限公司成為CURECRETE直接授權的中國總代理。2016年,全球用安斯福妙樂處理的地坪總麵積約40億平方英尺,若用這麽多AF處理3英尺寬的混凝土通道,長度可繞地球赤道近10圈。由此,安斯福妙樂,常常被冠予“經典”“固化劑始祖”等稱號,出現在大眾視野中。世界混凝土密封劑從技術角度主要分為以下三類:1、Silicate Molecule水基矽酸鹽分子(又稱水玻璃)水基矽酸鹽分子有四個氧原子,但其布局是隨意的、無組織性。因此,當該溶液滲透進混凝土裏麵,矽酸鹽分子跟混凝土的氧原子連接。這樣形成非結構性的晶體,不能均勻、完全地填充混凝土的毛細孔。矽酸鹽和水溶液施工完畢後,混凝土裏還剩下空隙,地麵仍具吸附性。傳統意義上,矽酸鹽水溶液不可作為一種有效的混凝土致密劑。其用作密封劑,常見於抗滲混凝土,但不使混凝土產生強度,施工後即有明顯光澤,但持續不到6個月,成本非常低廉,通常市場價格大概在8-10元/KG。2、Siliconate Molecule碳矽棒和矽酸鹽分子組合(密封固化劑)矽酸鹽和碳矽棒(碳矽酸鹽)溶液是有機和無機化學反應的結合,這種技術結合兩種不同的分子結構。是無機的矽酸鹽分子,由一個矽原子和四個氧原子構成。同樣的結構,在簡單的矽酸鹽和水溶液裏可發現。第二種是有機的碳矽酸鹽分子,由一個有機矽原子、三個氧原子、一個碳原子構成。碳矽酸鹽分子裏的碳原子是有機的,無法與有機矽的矽酸鹽溶液或自身混凝土裏麵的氧原子連接。當施工於混凝土時,它在混凝土的毛細孔裏麵無法形成均勻結構晶體。碳矽酸鹽分子上的碳原子占用該分子連接性能的四分之一,碳原子無法與氧原子連接形成所需要的氧原子的橋梁。這不完全的反應、以及無機矽酸鹽分子的不規則,導致隨意的二維晶體構造,從而缺乏穩定性,也不能充分填充混凝土的毛細孔、無法提供長久的性能保證。有機矽的矽酸鹽技術自稱具有的優點是快速密封混凝土是合理的,是因為有機物的填充性能。但是,這種填充將會在使用、清洗和氧化過程中消散,類似於有機薄層會磨損地麵,暴露出未完全密封的毛細孔。其能產生一定的強度,但由於密封層的強度不高,使用壽命通常不到五年;外觀施工後常伴隨拋光,有的甚至號稱雙組份,麵層塗刷液體蠟或光亮劑即產生光澤,但不持久。3、ASHFORD FORMULA獨特的無機矽酸鹽技術(一勞永逸的密封固化劑技術,環保,符合VOC、USDA、FDA標準)安斯福妙樂不像水玻璃或有機矽的矽酸鹽技術,其催化的無機矽酸鹽技術是永久有效的,安斯福妙樂永久有效性的關鍵就在於它的催化過程。該催化反應結構以及矽酸鹽分子上排列整齊的氧原子,讓安斯福妙樂有序地滲透進混凝土。化學反應形成有序堆積的三維四麵體的晶體,用這些永久不會變質的無機晶體來完全填充混凝土的毛細孔,在混凝土生命周期內起到致密的作用。另外,隻有安斯福妙樂的催化化學技術能將軟連接的氫化鈣(混凝土起塵的原因)轉變成穩固的氫氧化鈣(混凝土形成一個實體的粘合劑)。其主要為經過改性的無機化學成分,通過深層滲透,與混凝土中的遊離態物質及其他物質進行化學反應,徹底密封混凝土中原有的縫隙,使混凝土成為密實的固體,從而提高混凝土的強度,延長混凝土的壽命。影響固化劑品質一個關鍵因素是固含量(產品固含量越高,純度越高)。國內混凝土因是普通矽酸鹽水泥,多含有粉煤灰,加上攪拌鑽的水泥量不足,加水量偏多,所以孔隙率偏高。若固含量不足,形成矽酸鈣也不足,所以耐磨度,硬度,亮度等均不理想,安斯福妙樂固含量通常在20%—25%(某些品牌固化劑約15%左右),完全能滿足國內混凝土現況。據美國ASTM C 805 標準,采用回彈儀檢測抗撞擊力,安斯福妙樂處理試樣較未處理試樣增強了 13.3%;在目前市場上,其他品牌的固化劑,回彈儀檢測數據均未超過 10%。美國的混凝土行業是從歐洲的混凝土技術上發展和提升起來的,這可從美國內華達州拉斯維加斯,每年舉辦的的“WOC世界混凝土博覽會”展台內容看出:全球的混凝土及混凝土處理技術、混凝土設備都會在這個博覽會展現。作為老牌廠商——安斯福妙樂,自上個世紀70年代末起,一直到今天,都是以混凝土致密劑專家、老牌忠實的混凝土固化劑品牌產品的身份,連續每年都參與此博覽會,用來介紹和宣傳推動混凝土致密技術的發展。而其他品牌所生產的混凝土密封固化劑產品,參與此博覽會,可驗證的最長記錄不過是1995年以後的事情了(某廠家品牌的樹立雖有一定時長,但開始著手固化劑的年限卻較短暫)。2003年後,國內的部分經營者開始進口密封固化劑,並形成逐步以安斯福妙樂(1999年進入中國,香港引入時間更早)國內總部所在地——江蘇無錫為中心,開始向上海南京以及浙江廣州地區輻射。在安斯福妙樂的市場推動下,逐漸有一些其他國外品牌的廠商和產品被引入到中國,這些國外廠家對產品技術和銷售市場都有著眾多特定“包銷量”或貨櫃的要求,而其國內合作的廠商又麵臨屯量囤貨的壓力,且在投入不足,缺乏信心,因此,遲遲未有效地打開市場。事實上,國外廠商也未真正鑽研技術(例如:混凝土及水泥類型和水泥量的要求等)。且眾多國內的合作單位沒有細致地研究施工以及混凝土與致密固化劑的關係,他們國外的廠家也缺乏對應的係統認知和培訓支持,其產品技術和知識都僅靠模仿甚至照搬。以至於此後很多年,都是無錫市華燦化工有限公司憑借所代理的產品——安斯福妙樂,在國內地坪行業,特別是工業領域,與各大地坪品牌(西卡、巴斯夫等)爭奪工業地坪市場。在這個競爭過程中,結合眾多使用案例以及用戶體驗,表明混凝土密封固化劑被業主方不斷認可,混凝土密封固化劑行業也逐步正式形成。由此,吸引了眾多廠商,開始湧入這個行業。然而,通過此後多年的資料匯總、現場分析和判斷。發現:有的固化劑僅起致密,卻無硬化的作用;有的僅是有養護功能,而無強度的變化(可由回彈儀或莫氏硬度筆測得);有的僅是短期內產生效果,但後期無穩定性且性能不持久(由ASTM持續關注周期和檢測數據所顯示的第三方論證得知);還有的需要附加其他產品和工藝,才能達到硬度和光亮度的提升。在國內外密封固化劑市場激烈的競爭中,部分國外廠家為了能更好地占領市場,其混凝土密封固化劑,又推出了新的名詞——“鋰基”(點擊這裏了解何為矽酸鋰)。實際上,很多的密封固化劑,在美國或它的原產地宣傳文件中並未找到對“鋰基”原理的宣傳和成分的解釋,具體可見其“進口報關單”等。並且各性能的體現,也缺乏權威檢測方的檢測及權威檢測報告。(下圖截自安斯福妙樂性能檢測報告)鋰作為稀有金屬,其使用和存放都有一定的要求,其產品的使用也有其特征,但這些特性在固化劑與混凝土的反應之間並沒有特別重要的關聯度和關鍵作用。這些“鋰基”廠家向外擴大市場時,就硬生生將安斯福妙樂宣傳成與其對應的“鈉基”固化劑。“鋰基”固化劑中的鋰成分,並不作為其與混凝土反應的核心成分,也不是因為通過鋰原子或含有鋰成分的分子結構,來增加反應生成物的效果或大幅度提升地坪性能。而所謂的“鈉基”中的鈉也是如此,矽酸鈉或矽酸鋰也好,都隻是一個反應的載體而已。鋰原子比鈉原子雖小,即使數量稍多,也並不能使整個反應更加充分,生成化合物也並不是含有鋰原子的成分起最關鍵的填充作用。“鋰基”的反應式是:Li2SiO3 + Ca(OH)→CaSiO3+ 2LiOH。由此可見,主要原理都是反應生成CaSiO3(矽酸鈣)以及矽酸鎂等其他矽酸物來填補毛細孔,達到硬化目的,而帶有鈉原子或鋰原子的NaOH和LiOH,實際上是在反應後浮出地麵,後期都被衝洗掉。可知,以“鈉基”或“鋰基”作為優勢來強行區分,實際上並未有多大意義。因此,CURECRETE公司從未對外說明安斯福妙樂屬於所謂的“鈉基”,並且CURECRETE國際化學公司也從未對外公開過安斯福妙樂中的成分,國內報關單也是隻寫了“偏矽酸鈉溶液”。對外宣傳也隻能說明是安斯福妙樂中有特殊成分,能夠促進反應更加充分和徹底,這種特殊成分才是安斯福妙樂性能的關鍵。




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