混凝土的腐蚀及混凝土密封固化剂的养护与施工

日期: 2017-11-08
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一、混凝土的特性

1.0 水泥行业具有能耗高,污染重,二氧化碳排放多等特点。延长混凝土使用寿命,是减少资源浪费,降低企业成本的一个很好的途径。

1.1 水泥基材料是一种多孔性材料,吸水率大

由于工作性的需要,拌制水泥时的加水量必然要多于水泥所需要的水。水泥硬化后,多余水份从水泥基材料中逸出,便在水泥基材料中留下孔隙,【此外,水泥在加水拌制过程中,因机械搅拌使鲜水泥浆裹入空气,也会在水泥基材料中留下孔隙。】这种孔隙导致材料的强度降低,渗透率提高和耐腐蚀性降低等不利影响。【是水泥及混凝土工作者一直研究并致力解决的问题。】

1.2 水泥基材料内部含有大量微细裂纹

水泥基材料因为塑性收缩。自干燥和内外表面温差等原因,而在结构内部出现微裂纹和宏观裂纹,且这种裂纹几乎是不可避免的。

1.3 水泥基材料具有渗透性

由于水泥基材料结构中的多孔性,使得水泥基材料虽然能承受一定的渗透压力,但对于水来说,水泥基是可以渗透的。水泥基材料的强度越低,渗透性越大。内部缺陷【例如微细纹,气孔等】越多。水泥基材料的渗透性是水泥耐久性最重要的影响因素。而且,水泥基材料的冻融耐久性会因为水的渗透而降低。


二、混凝土的腐蚀

混凝土的耐腐蚀性差,许多化学物质都会对混凝土造成腐蚀。例如各种盐溶液。向多孔结构的混凝土渗入而造成腐蚀。而工业环境中许多因素会对混凝土造成腐蚀,甚至严重腐蚀。

工业环境中混凝土受到的腐蚀种类有:

2.1 游离氧化钙的简单的溶蚀。【一类腐蚀】

处于水流状态下的混凝土,其中的氧化钙会被水溶解而进入水溶液中,使混凝土的碱度逐渐降低,混凝土的质量下降。

2.2腐蚀性溶液和水泥化合反应形成新的化合物。【二类腐蚀】

该新化合物或者从混凝土中溶蚀出来,或者无黏结性,使强度逐渐降低。

这类腐蚀主要是各种酸。例如硫酸,盐酸,硝酸,磷酸和有机酸,如乳酸,醋酸,甲酸和单宁酸等。酸的腐蚀主要是因为和混凝土中的游离氧化钙发生反应。例如,硫酸和氧化钙反应生成硫酸钙并作为石膏沉淀。随着腐蚀的持续进行。所有的水泥化合物最终都可能被破坏。并可能和碳酸盐骨料一起溶掉.

此类腐蚀与二类相似,但生成新的结晶会在混凝土内部产生膨胀压力而使混凝土受到破坏,此类的典型是硫酸盐的腐蚀,硫酸盐和水泥的铝酸钙反应生成硫铝酸钙【钙矾石】,钙矾石的结晶,因体积的增大而在混凝土内部膨胀,能使混凝土瓦解。此外,硫酸铵,硫酸镁和碱金属类硫酸盐都能够和水泥浆中的游离氢氧化钙反应生成硫酸钙而使混凝土受到腐蚀。

2.3 腐蚀性溶液和水泥反应并生成新的结晶体。【三类腐蚀】

2.4盐直接从混凝土结晶,导致混凝土破坏【四类破坏】

此类腐蚀一般是碱对混凝土的腐蚀。例如高浓度的氢氧化钠和氢氧化钾会腐蚀硅酸盐水泥浆,在干湿交替的情况下腐蚀性质生成膨胀的盐晶体。

2.5 水泥基材料是一种脆性材料,水泥水化所形成的混凝土中含有大量的毛细孔隙,在施工过程中会引入大量的空气而形成更大的孔隙,水渗入进去后受冻时,内部孔隙和毛细孔内的水结冰膨胀【水转变成冰体积增大约9%】,产生相当大的压力。并作用于毛细孔的内壁,在材料内部产生微细裂缝。如此冷热循环,内部的微裂缝会逐渐增长,扩大。混凝土的强度降低。


三、从上面的各种特性不难看出,混凝土本身的密实性和内部的孔隙结构是其耐久性的重要因素。所以其本身的孔隙结构的特点是致命要害。


五、混凝土密封固化剂的养护

混凝土密封固化是一种纳米新材料,主要成份是硅酸盐和无机型离子物质,PH:11,它应用当今最先进技术催化剂配制而成。渗透方法是强碱性引起的反应通过混凝土的毛细管中传输,充盈催化渗入混凝土表层约5-8mm,与混凝土中的活性钙金属离子及游离碱发生缩合反应生成交联结构的凝胶,在三维空间形成一个网络结构,使得混凝土中的结构更加致密、坚固,毛细孔被有效密封,永远避免了混凝土灰尘从表面空隙中析出。从而得到一个无尘、致密的整体,大大提高了混凝土的表面硬度和强度,增加耐磨性,有效抑制水、油和其它腐蚀性物质侵入,从根本上阻止混凝土腐蚀,改善混凝土的使用性能,大大延长混凝土的使用寿命。

5.1 混凝土密封固化剂如何发挥作用

当混凝土密封固化剂渗入混凝土基质,就会有化学反应发生于无机化合物和氧化钙之间。该反应的主要产物是硅酸二钙和硅酸三钙的混合物,这种混合物与水化合),继而又产生一种叫做水合硅酸钙的化合物。水和水泥最终的加固和粘合主要是由于混凝土石基中出现了水合硅酸钙。因此,混凝土密封固化剂是通过增加水合硅酸钙的浓度来增加混凝土的强度的。混凝土密封固化剂还可以增加混凝土的密度。当水合硅酸钙在混凝土的气孔中形成,它生成的晶状体有效地堵住了混凝土中的真空,减少了水分流动的路径。因为化学物质是通过穿透石基来腐蚀混凝土的,所以在石基气孔里和其表面上的不溶解的水合硅酸钙能大大增强混凝土的抗化学物质腐蚀能力。

除了增加强度和提高抗化学物质腐蚀能力,混凝土密封固化剂还能使经过磨光的路面看起来更加美观。当光照射在不规则表面的时候,光被反射到各个方向。光线的散射使得混凝土表面看上去十分暗哑。在经过混凝土密封固化剂的处理后,气孔都被水合硅酸钙填满,混凝土表面也被打磨的很光滑,当光照射在光滑的表面上的时候,就会被反射到同一个方向,所以基面会出现光泽。

5.2混凝土密封固化剂特点

优点:

(1)安全环保:无色、无味、无毒、不燃、不含VOC。经国家级权威机构检测,完全符合建筑工程室内环境污染控制规范。

(2)坚固耐磨:在抗划伤及抗压荷载方面,其耐磨性、硬度和密实度在所有地坪中表现最为优良。

(3)洁净防潮:处理过的地面永久性不产生新的灰尘,并能有效阻止油污、水分渗透,表面污物易除,对地面返潮也有较好的阻断效果。

(4)价廉物美:与环氧树脂、水磨石、金刚砂等地坪相比,成本明显下降,且无需重复使用昂贵的聚氨酯、蜡、丙烯酸经常进行维护。

(5)寿命长久:使用寿命20 年以上甚至与建筑物同期。

(6)永久光亮:会出现大理石般的迷人光泽,在经常的使用和清洗的摩擦下,实际上就是混凝土自行在抛光,手感细腻丰满。

(7)施工简单:施工工艺简便快捷,易干燥,具有无污染的特性,施工不影响正常生产,对环境不会造成危害。

(8)避免龟裂:混凝土表面不会出现发丝状裂纹,减轻碱化反应的物质,消除表面泛碱发白的现象(此特性仅限锂基产品)。

(9)适用广泛:停车场、百货超市、物流中心、工厂、办公综合体、会展中心、码头、桥梁、广场、加油站、高速公路、飞机场、体育中心等以混凝土或水泥砂浆为基层的场所均可适用。

5.3 缺点:

(1)固化剂的水化反应需要一定时间,一般为3-6 个月,在没有经过高光打磨处理的地面,硬化、无尘的效果在施工后几小时就可发生,但是密封和光泽则进程缓慢。

(2)固化剂本身没有颜色,因为颜色分子都是100 微米以上级别的,而混凝土密封固化剂是纳米级的,所以两者不能融合。如需颜色,需在新浇筑的混凝土上铺设彩色金刚砂,旧地坪则没办法解决颜色问题。


六、地坪设计选用要点

1、混凝土密封固化剂可用在含粉煤灰的混凝土地面中,但粉煤灰的总量不能超过15%。粉煤灰有F 型和C 型,宜选用有水泥特性的C 型粉煤灰。

2、当混凝土密封固化剂用于有酸碱性侵蚀的地面时,只有当混凝土密封固化剂完全达到密封效果后,才能使混凝土免受酸碱的影响。这段时间大约需要9~12 个月。建议在此期间做耐酸碱罩面涂层保护,当涂层剥落,下面的混凝土密封固化剂已基本成熟,就可起到保护作用了。

(1)在经常清洗或污染较轻、比较干净的地面,如汽车库、汽车修理厂或停车场地面不易滞留化学物质的地方,通常只用混凝土密封固化剂就可以了,按正常做法施工,但建议在混凝土密封固化剂完全密封前增加清洗次数。

(2)在污染较重的地方,建议用混凝土密封固化剂与养护剂相结合,效果会更好。即先用混凝土密封固化剂处理混凝土表面,第二天再施用混凝土养护剂。两者结合,混凝土密封固化剂起到密封、硬化效果,而养护剂则防止液体的侵入。但应注意的是,养护剂需半年重涂一次。


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