密封固化剂对混凝土性能的影响分析.pdf

2013.22科技论坛 230 2011 年 11 月 第 11 期 电子测试 ELECTRONIC TEST Nov.2011 No.11 混凝土是一种建筑材料， 同时它也是具有生命力的。 随着社 会的进步， 组成混凝土的材料也在不断的发展， 人们对于材料符 合技术的认识也在不断提高。 此时， 对于混凝土的要求也越来越 高， 不再仅仅是局限于其抗压的程度， 而是在其强度达到标准的 条件下， 更加注重其综合指标的协调和平衡， 这就需要密封固化 剂来对其进行加强。 1 基本概念 1.1 密封固化剂的概念 所谓密封固化剂， 又可以称之为混凝土密封固化剂， 是由 DBC 地坪公司所研发的一种最新一代的产品， 可以叫作渗透型密 封硬化剂。 它没有颜色， 呈现一种透明的状态， 施工比较便利， 没 有毒害， 不燃， 渗透力也是比较强的， 是一种可以永久性密封混凝 土的液体的材料。 在混凝土材料朱红， 密封固化剂可以渗透到它 的内部， 和混凝土本身内部所具有的化学物质发生一定的反应， 导致凝胶的形成， 使得混凝土的裂缝和毛孔收缩然后形成一个比 较紧密的整体， 从而表面硬度达到了相关的标准且做到了抗渗， 耐磨等。 关于其固化原理， 下面将作出一些简单的解释。 混凝土中含 有水泥， 而水泥中含有硅与钙， 这两种物质在水的作用之下就会 形成硅酸钙化合物， 即 C-S-H， 这也就是形成混凝土强度的主要 物质。 在混凝土的内部初步凝结之后仍旧继续进行着缓慢的硅酸 化合物的水合反应， 而这种反应是不可以在自然状态下进行对 的， 会有很多的游离， 在液态的密封固化剂中含有活性硅酸根离 子， 加上混凝土中还有一些没有能够反应称为硅酸钙的游离钙离 子进行反应， 就会生成硅酸钙水化合物， 进一步加大其强度和硬 度。 密封固化物主要是使得地表的硬度和抗压程度增强， 且更加 耐磨， 这样就能有效地对外界污染物的入侵进行抑制， 减少化学 物质对其的侵蚀程度， 保证其质量和性能。 在对混凝土进行应用 之后， 可以增强它的密度， 使其抗渗性和抗油脂的能力都得到进 一步的提高， 地面进行处理之后会更加的有光泽， 其光亮程度和 使用的时间长短是呈现正比关系的。 1.2 混凝土的概念 所谓混凝土， 也可以称作砼。 我们通常所讲的混凝土， 指的就 是将水泥、 砂石以及水按照一定的比例进行混合， 然后经过搅拌、 成型以及养护而形成的水泥混凝土， 也就是所说的普通的混凝 土， 在土木工程中得到了比较广泛的应用。 混凝土的原料比较丰富， 价格较低， 生产的工艺也比较简单， 所以在日常的生活中对混凝土的需求也越来越大。 同时， 它还具 有抗压性能强以及耐久性好等特点， 而这些特点也就进一步扩大 了混凝土的使用范围。 不仅仅在土木工程中得到了广泛的应用， 同时还包含造船业、 机械工业以及地热工程等等。 但是虽然说混 凝土是一种耐久性材料， 但是它的本质就是一种不均匀的多孔材 料， 在受到一些介质的侵蚀时， 其结构就会遭到破坏， 缩短其使用 寿命。 密封固化剂对混凝土性能的影响分析 李文莉1，王旭明2，职 轶3 （1、3、 河南省水利科学研究院， 河南省水利工程安全技术重点实验室，450002 ； 2、 黄河勘测规划设计有限公司， 450003） 摘要 ： 随着时代和科学技术的不断发展， 密封固化剂在我们的生活中所发挥的作用也日益重要起来。 无机密封固化剂对于混 凝土的物理力学性能、 微观结构以及耐久性能都会产生影响， 而混凝土又对人们的生活带来重要的影响， 所以本文就密封固化 剂进行了进一步研究， 首先就密封固化剂进行了简要的说明， 然后分析了混泥土的相关性能， 最后比较详细地阐述了密封固化 剂给混凝土的性能所带来的一些影响。 关键词 ： 密封固化剂 ； 混凝土 ； 性能 ； 影响 Effect of curing agent on concrete performance analysis of sealing Li Wenli1,Wang Xuming2,Zhi Yi3 (1.3.Henan Province Water Conservancy Research Institute，Henan water conservancy，45000； 2.The Yellow River surveying and Planning Design Co. Ltd.，450003) Abstract ： With the era and the continuous development of science and technology,seal curing agents role in our life also becomes more and more important.Inorganic seal curing agent on the physical and mechanical properties,microstructure and durability of concrete will affect the performance,the concrete and bring im- portant influence on peoples lives,so in this paper,the seal curing agent,has carried on the further re- search on the seal curing agent for the first brief explanation,and then analyzes the concrete performance, finally compare seal curing agent were described in detail some influence to the performance of concrete. Keywords ： seal curing agent;Concrete;Performance;impact 2013.22科技论坛 2011 年 11 月 第 11 期 电子测试 ELECTRONIC TEST Nov.2011 No.11 231 2 密封固化剂对混凝土性能的影响研究 在混凝土结构服役的过程中， 当其暴露在外的时候， 经常会 因为其表面的质量不过关或者是密度达不到相关的要求而使其 遭到侵蚀， 使其结构受到破坏， 性能降低， 寿命减少。 而对混凝土 的表面进行涂装是改善其耐久性的一种有效地技术方法， 这在现 实中已经在一些建筑和桥梁上得到了实际的应用。 就现在来说， 在混凝土的表面进行涂装主要包括两种 ： 表面涂层和硅烷浸渍。 表面涂层又可以将其划分为两大种类， 即水性涂料和溶剂型涂 料， 后者的防腐效果较前者较好。 但是就表面涂装来说， 其工艺相 对比较复杂， 不够环保。 而硅烷浸渍能够有效防止水分以及一些 杂质进入到混凝土中， 较为环保且施工工艺简单， 不过价格比较 高， 工程的应用也不多。 本文中采用由活性硅酸盐和表面活性剂混合而成的无机密 封固化剂， 在对混凝土的表面进行涂装之后， 研究其之后的物理 学性能和耐久性能与之前的相比产生的变化， 这样就给混凝土结 构的耐久性设计提供了实践以及理论上的引导。 2.1 原材料和配合比 需要准备的原材料包括 ： 水泥 ： 中国水泥厂生产的海螺牌 PO42.5 水泥 粉煤灰 : 镇江苏源级粉煤灰 砂 : 中砂， 细度模数为 2.6 碎石 :5 31.5mm 和 5 16mm 连续级配的玄武岩 减水剂 : 江苏博特新材料有限公司生产的萘系高效减水剂 无机密封固化剂 : 无色液体， 南京凝石科技实业有限公司提 供 基 体 混 凝 土 的 设 计 强 度 为 C30， 初 始 坍 落 度 控 制 为 14020mm， 试验用混凝土配合比见表 1， 其中碳化试验的试件采 用 5 16mm 连续级配的碎石。 2.2 试验方法 根据相关的标准， 在实验室制取混凝土的试件， 其尺寸要差 不多大小， 待标准养护 28d 后将其从标准养护室取出并自然晾 干。 去除试件表面的浮灰， 在反复几次摇匀无机密封固化剂后， 用 毛刷在试件表面来回涂覆密封固化剂 4 5 遍， 涂装后在室内自 然放置 2 3 周， 其间适当洒水， 在涂装后 28d 时开始性能测试。 每一项的测试都要严格按照相关条例和规定， 严格执行， 吸水率 试件尺寸为 40mm40mm160mm， 涂刷六个面。 表面硬度试件尺 寸为 150mm150mm150mm， 涂刷一对成型侧面。 抗压强度试件 尺寸为 100mm100mm100mm， 涂刷六个面。 耐磨性试件尺寸为 150mm150mm150mm， 涂刷一对成型侧面。 抗水渗透性试验采用 上口直径 175mm、 下口直径 185mm、 高 150mm 的圆台型试件， 在迎 水面 ( 底面 ) 涂刷密封固化剂试验时， 初始水压为 0.2MPa 时， 每 8h 增加 0.1MPa， 直至 1.0MPa 并保持 8h， 然后观察试件表面 是否出现渗水现象， 并将试件劈开测量平均渗水高度 ; 抗碳化试 件尺寸为 40mm40mm160mm， 涂刷一对成型侧面作为碳化面。 抗氯离子渗透性， 试件尺寸为 10050mm， 涂刷六个面 2.3 试验结果与分析 2.3.1 涂装后对混凝土吸水率、 表面硬度、 抗压强度和耐磨 性的影响 经过上述的实验， 结果显示例如表 2 根据表 2 所显示的数据我们可以得出， 在混凝土的表面涂 装了密封固化剂之后， 与集体混凝土相比较， 其吸水率降低了 18.6%， 其强度和硬度都得到了比较明显的提高， 而其磨损的量也 大大减少了。 2.3.2 涂装后对混凝土耐久性的影响 在混凝土的表面进行涂装之后， 试件的抗水以及抗氯离子渗 透性、 抗碳化性能试验的结果例如下面的表 3 所示。 在混凝土的 表面涂装了密封固化剂之后， 其抗水渗透性与之前相比， 明显得 到了一定程度的提高， 抗渗透的等级达到了 P14， 原先基准混凝 土的抗渗等级只有 P10， 就平均渗水的高度， 由原先的 40.4mm 降 到了 22.3mm。 另外， 氯离子的扩散系数也得到了明显的降低。 从 碳化深度方面来进行分析，60d 涂装混凝土的碳化深度和 14d 基层混凝土的碳化深度相比还是偏小一些的， 可见防止外侵对的 能力还是明显得到增强的。 2.3.3 固化剂作用机理 在两种混凝土的表面分别敲取了一个自然断面进行 SEM 分 析。 对其表面和结构以及形态进行分析和观察。 发现集体混凝土 试件的外管外形， 在离表面 1mm 和 5mm 的地方发现水化产物之间 相互连接， 并且存在不少的缝隙， 内部结构也不够细致和紧密， 而 在表面涂上了密封固化剂之后， 其致密性明显得到了提高。 这是 因为密封固化剂的粘度非常小， 在进行涂装之后会渗入到混凝土 的内部， 而在混凝土的内部有游离的钙物质， 就会和其发生反应， 生成水化硅酸钙等产物， 这些产物不是晶态， 不可以溶解， 就会堵 塞混凝土内部的小孔， 增强其密实性以及抗渗透性。 但是随着观 察深度的增加， 发现虽然密封固化剂有一定的作用， 但是依旧存 在渗透深度的问题需要进一步研究和解决。 3 总结 本文对混泥土表面涂满密封固化剂后对其性能的影响进行 了比较简要的研究， 从其试验的结果来看， 表示将密封固化剂用 来对表面进行防护， 可以更好地提高混凝土的硬度 密度、 耐久性 能以及耐磨性能， 能够对暴露在外界环境中的混凝土结构起到较 好的保护作用。 所以在今后的建设过程中， 我们应当充分发挥密 封固化剂的积极作用， 从而提高混凝土的性能， 促进建设。 参考文献 1 姜福香 , 于奎峰 , 赵铁军 , 鲁统春 . 高温后混凝土耐久性 能试验研究 J. 四川建筑科学研究 .2010 （02） 2 防尘 防腐 硬化水泥地面混凝土密封固化剂 J. 技术 与市场 .2011(06) 3 胡荟群 . 混凝土密封固化剂施工技术 J. 科技创新导 报 .2008 （35） 4 张尧东 , 黎成俊 . 几种新型土体固化剂分类及作用机理研 究 J. 科技创新导报 .2009(03) 5 劳荣亮 . 防腐蚀涂装技术在混凝土桥梁中的应用 J. 广东 公路交通 .2007(03)