混凝土密封固化剂的真正反应原理是什么?

来源:亚美地地坪 发布日期:2018-07-14

混凝土密封固化剂的真正反应原理是什么?

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在建筑行业,绝大部分人对混凝土密封固化剂都有所耳闻,而对其有深入了解的却屈指可数。如今,各类品牌固化剂如雨后春笋,出现在市场上,铺天盖地的广告,让人眼花缭乱,但如果成为一名地坪专家,自然心中有一把标尺,能够去衡量优劣,选取最合适的产品。因此,华灿地坪邀您一起,聊聊混凝土密封固化剂的那些事儿。未经处理的混凝土有着众多问题,通过在高倍显微镜下放大混凝土,可以看见诸多毛细孔,使混凝土看上去像海绵,这些毛细孔导致混凝土易渗透,有斑点并且极易被严重腐蚀。混凝土的强度主要来源于水泥成分中的硅、钙在水的作用下生成的稳定性较高的硅酸钙化合物(C-S-H),C-S-H就是混凝土中起主要强度作用的物质。混凝土内部在其初凝后仍一直在缓慢的进行着C-S-H水合反应。液态高渗透密封固化剂中所含的活性硅酸根离子与混凝土中未反应成硅酸钙的游离钙离子反应生成硅酸钙水合物(C-S-H),使混凝土中的钙离子进一步参与反应,更大幅度地提高混凝土的强度和硬度。化学反应式如下:CaO+H2O → Ca(OH)2Na2SiO3+Ca(OH)2→CaSiO3+2NaOH(此为钠基固化剂反应式)如果没有用密封固化剂,Ca(OH)2会与空气中的CO2 反应,浮出混凝土表面,生成白色的CaCO3和H2O,上述现象称为泛碱,又叫白华或壁癌。其反应方程式如下:Ca(OH)2+ CO2 → CaCO3 +H2O因此,混凝土密封固化剂不是一种涂层或覆盖型材料,而是通过渗入混凝土,发生化学反应,能够从内部填满毛细孔,使得混凝土密封成一个坚固的实体,从本质上改变混凝土各方面的性能,使得混凝土表面不易渗透,无尘,混凝土盐不易进入混凝土表面,大大增大了对重载使用的耐磨性,在大的铁制镘光的表面出现了迷人的大理石般的光泽。事实上,混凝土密封固化剂是于二战后,由一名德国科学家在美国加利福尼亚州发明的,取名为ASHFORD FORMULA-安斯福妙乐(以下部分简称AF)。在1947年开始被广泛使用,最早有详细资料记载的使用记录是1949年美国凯迪拉克汽修厂,这个项目至今已68周年,期间无任何翻新和间断使用。1978年,美国CURECRETE国际化学公司成为安斯福妙乐的制商,1999年,安斯福妙乐进入中国,无锡市华灿化工有限公司成为CURECRETE直接授权的中国总代理。2016年,全球用安斯福妙乐处理的地坪总面积约40亿平方英尺,若用这么多AF处理3英尺宽的混凝土通道,长度可绕地球赤道近10圈。由此,安斯福妙乐,常常被冠予“经典”“固化剂始祖”等称号,出现在大众视野中。世界混凝土密封剂从技术角度主要分为以下三类:1、Silicate Molecule水基硅酸盐分子(又称水玻璃)水基硅酸盐分子有四个氧原子,但其布局是随意的、无组织性。因此,当该溶液渗透进混凝土里面,硅酸盐分子跟混凝土的氧原子连接。这样形成非结构性的晶体,不能均匀、完全地填充混凝土的毛细孔。硅酸盐和水溶液施工完毕后,混凝土里还剩下空隙,地面仍具吸附性。传统意义上,硅酸盐水溶液不可作为一种有效的混凝土致密剂。其用作密封剂,常见于抗渗混凝土,但不使混凝土产生强度,施工后即有明显光泽,但持续不到6个月,成本非常低廉,通常市场价格大概在8-10元/KG。2、Siliconate Molecule碳硅棒和硅酸盐分子组合(密封固化剂)硅酸盐和碳硅棒(碳硅酸盐)溶液是有机和无机化学反应的结合,这种技术结合两种不同的分子结构。是无机的硅酸盐分子,由一个硅原子和四个氧原子构成。同样的结构,在简单的硅酸盐和水溶液里可发现。第二种是有机的碳硅酸盐分子,由一个有机硅原子、三个氧原子、一个碳原子构成。碳硅酸盐分子里的碳原子是有机的,无法与有机硅的硅酸盐溶液或自身混凝土里面的氧原子连接。当施工于混凝土时,它在混凝土的毛细孔里面无法形成均匀结构晶体。碳硅酸盐分子上的碳原子占用该分子连接性能的四分之一,碳原子无法与氧原子连接形成所需要的氧原子的桥梁。这不完全的反应、以及无机硅酸盐分子的不规则,导致随意的二维晶体构造,从而缺乏稳定性,也不能充分填充混凝土的毛细孔、无法提供长久的性能保证。有机硅的硅酸盐技术自称具有的优点是快速密封混凝土是合理的,是因为有机物的填充性能。但是,这种填充将会在使用、清洗和氧化过程中消散,类似于有机薄层会磨损地面,暴露出未完全密封的毛细孔。其能产生一定的强度,但由于密封层的强度不高,使用寿命通常不到五年;外观施工后常伴随抛光,有的甚至号称双组份,面层涂刷液体蜡或光亮剂即产生光泽,但不持久。3、ASHFORD FORMULA独特的无机硅酸盐技术(一劳永逸的密封固化剂技术,环保,符合VOC、USDA、FDA标准)安斯福妙乐不像水玻璃或有机硅的硅酸盐技术,其催化的无机硅酸盐技术是永久有效的,安斯福妙乐永久有效性的关键就在于它的催化过程。该催化反应结构以及硅酸盐分子上排列整齐的氧原子,让安斯福妙乐有序地渗透进混凝土。化学反应形成有序堆积的三维四面体的晶体,用这些永久不会变质的无机晶体来完全填充混凝土的毛细孔,在混凝土生命周期内起到致密的作用。另外,只有安斯福妙乐的催化化学技术能将软连接的氢化钙(混凝土起尘的原因)转变成稳固的氢氧化钙(混凝土形成一个实体的粘合剂)。其主要为经过改性的无机化学成分,通过深层渗透,与混凝土中的游离态物质及其他物质进行化学反应,彻底密封混凝土中原有的缝隙,使混凝土成为密实的固体,从而提高混凝土的强度,延长混凝土的寿命。影响固化剂品质一个关键因素是固含量(产品固含量越高,纯度越高)。国内混凝土因是普通硅酸盐水泥,多含有粉煤灰,加上搅拌钻的水泥量不足,加水量偏多,所以孔隙率偏高。若固含量不足,形成硅酸钙也不足,所以耐磨度,硬度,亮度等均不理想,安斯福妙乐固含量通常在20%—25%(某些品牌固化剂约15%左右),完全能满足国内混凝土现况。据美国ASTM C 805 标准,采用回弹仪检测抗撞击力,安斯福妙乐处理试样较未处理试样增强了 13.3%;在目前市场上,其他品牌的固化剂,回弹仪检测数据均未超过 10%。美国的混凝土行业是从欧洲的混凝土技术上发展和提升起来的,这可从美国内华达州拉斯维加斯,每年举办的的“WOC世界混凝土博览会”展台内容看出:全球的混凝土及混凝土处理技术、混凝土设备都会在这个博览会展现。作为老牌厂商——安斯福妙乐,自上个世纪70年代末起,一直到今天,都是以混凝土致密剂专家、老牌忠实的混凝土固化剂品牌产品的身份,连续每年都参与此博览会,用来介绍和宣传推动混凝土致密技术的发展。而其他品牌所生产的混凝土密封固化剂产品,参与此博览会,可验证的最长记录不过是1995年以后的事情了(某厂家品牌的树立虽有一定时长,但开始着手固化剂的年限却较短暂)。2003年后,国内的部分经营者开始进口密封固化剂,并形成逐步以安斯福妙乐(1999年进入中国,香港引入时间更早)国内总部所在地——江苏无锡为中心,开始向上海南京以及浙江广州地区辐射。在安斯福妙乐的市场推动下,逐渐有一些其他国外品牌的厂商和产品被引入到中国,这些国外厂家对产品技术和销售市场都有着众多特定“包销量”或货柜的要求,而其国内合作的厂商又面临屯量囤货的压力,且在投入不足,缺乏信心,因此,迟迟未有效地打开市场。事实上,国外厂商也未真正钻研技术(例如:混凝土及水泥类型和水泥量的要求等)。且众多国内的合作单位没有细致地研究施工以及混凝土与致密固化剂的关系,他们国外的厂家也缺乏对应的系统认知和培训支持,其产品技术和知识都仅靠模仿甚至照搬。以至于此后很多年,都是无锡市华灿化工有限公司凭借所代理的产品——安斯福妙乐,在国内地坪行业,特别是工业领域,与各大地坪品牌(西卡、巴斯夫等)争夺工业地坪市场。在这个竞争过程中,结合众多使用案例以及用户体验,表明混凝土密封固化剂被业主方不断认可,混凝土密封固化剂行业也逐步正式形成。由此,吸引了众多厂商,开始涌入这个行业。然而,通过此后多年的资料汇总、现场分析和判断。发现:有的固化剂仅起致密,却无硬化的作用;有的仅是有养护功能,而无强度的变化(可由回弹仪或莫氏硬度笔测得);有的仅是短期内产生效果,但后期无稳定性且性能不持久(由ASTM持续关注周期和检测数据所显示的第三方论证得知);还有的需要附加其他产品和工艺,才能达到硬度和光亮度的提升。在国内外密封固化剂市场激烈的竞争中,部分国外厂家为了能更好地占领市场,其混凝土密封固化剂,又推出了新的名词——“锂基”(点击这里了解何为硅酸锂)。实际上,很多的密封固化剂,在美国或它的原产地宣传文件中并未找到对“锂基”原理的宣传和成分的解释,具体可见其“进口报关单”等。并且各性能的体现,也缺乏权威检测方的检测及权威检测报告。(下图截自安斯福妙乐性能检测报告)锂作为稀有金属,其使用和存放都有一定的要求,其产品的使用也有其特征,但这些特性在固化剂与混凝土的反应之间并没有特别重要的关联度和关键作用。这些“锂基”厂家向外扩大市场时,就硬生生将安斯福妙乐宣传成与其对应的“钠基”固化剂。“锂基”固化剂中的锂成分,并不作为其与混凝土反应的核心成分,也不是因为通过锂原子或含有锂成分的分子结构,来增加反应生成物的效果或大幅度提升地坪性能。而所谓的“钠基”中的钠也是如此,硅酸钠或硅酸锂也好,都只是一个反应的载体而已。锂原子比钠原子虽小,即使数量稍多,也并不能使整个反应更加充分,生成化合物也并不是含有锂原子的成分起最关键的填充作用。“锂基”的反应式是:Li2SiO3 + Ca(OH)→CaSiO3+ 2LiOH。由此可见,主要原理都是反应生成CaSiO3(硅酸钙)以及硅酸镁等其他硅酸物来填补毛细孔,达到硬化目的,而带有钠原子或锂原子的NaOH和LiOH,实际上是在反应后浮出地面,后期都被冲洗掉。可知,以“钠基”或“锂基”作为优势来强行区分,实际上并未有多大意义。因此,CURECRETE公司从未对外说明安斯福妙乐属于所谓的“钠基”,并且CURECRETE国际化学公司也从未对外公开过安斯福妙乐中的成分,国内报关单也是只写了“偏硅酸钠溶液”。对外宣传也只能说明是安斯福妙乐中有特殊成分,能够促进反应更加充分和彻底,这种特殊成分才是安斯福妙乐性能的关键。




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文章来源环氧防静电自流平地坪                                                             关键词:   环氧地坪工程

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