耐磨固化系列
Concrete Sealer And Hardener System

水泥混凝土发展历史
水泥混凝土是由水泥、集料、适量外加剂、增强材料和水混合制成的一种复合材料,亦称人造石,主要用作结构工程材料,也可用作粘接材料,还可用作装饰材料。水泥混凝土材料的发展在历史上可以追溯到很古老的年代。相传数千年前,我国劳动人民及埃及人就用石灰与砂混合配制成的砂浆砌筑房屋,后来罗马人又使用石灰、砂及石子配制成混凝土,并在石灰中掺入火山灰配成用于海岸工程的混凝土。这类混凝土强度不高,使用范围有限。
 
1824年阿斯普丁发明了波特兰水泥,使混凝土胶结材料发生了质的变化,大大提高了混凝土强度,并改善了其它性能。此后混凝土的生产技术迅速发展,用量巨增,使用范围日益扩大。1850年法国人朗波特发明用钢筋加强混凝土,并首次制成了钢筋混凝土船,弥补了混凝土抗拉及抗折强度低的缺陷。1918年艾布拉姆斯发表了著名的水灰比理论。1868年,苏格兰首次在因弗内斯通往某堆货场道路上铺筑混凝土路面,19世纪末传入美国和德国。早年混凝土路面大多用素混凝土按单层就地浇筑而成,少数也有做成双层式或配设钢筋的。
 
1928年法国佛列西涅发明了预应力钢筋混凝土施工工艺,并提出了混凝土收缩和徐变理论,使混凝土技术出现了一次飞跃,为钢筋混凝土结构在大跨度桥梁等结构物中的应用开辟了新的途径。利用膨胀水泥生产的收缩补偿混凝土和自应力混凝土广泛用于工业与民用建筑、路面、贮罐自应力管、防水防渗结构、管道接头等方面。
 
1960年前后各种混凝土外加剂不断涌现,特别是减水剂、流化剂的大量应用,不仅改善了混凝土的各种性能,而且为混凝土施工工艺的发展变化创造了良好条件,如泵送混凝土、流态自密实混凝土等都与高效减水剂的研制成功与应用有关。混凝土的有机化又使混凝土这种结构材料走上了一个新的发展阶段,如聚合物混凝土及树脂混凝土,不仅其抗压、抗拉、抗冲击强度都有大幅度提高,而且具有高抗腐蚀性等特点,因此在138特种工程中得到了广泛应用。
 
中国于20世纪20年代末开始在少数大城市的道路和飞机场跑道上铺筑混凝土路面。1932~1933年在南京至杭州国道上铺筑了长500米、宽5.5米的混凝土路面试验段。1940年在北京至天津公路上铺筑了长120公里、宽3米的混凝土路面。1948年在南京飞机场跑道上铺筑长2200米、 宽45米、 厚30厘米的钢筋混凝土道面。到50年代,随着水泥工业的发展,在中国的一些大、中城市的干道以及飞机场跑道上,开始大规模铺筑混凝土路面。70年代初以来,某些省在公路干线上开始铺筑混凝土路面。中国的飞机场跑道,几乎全部都采用混凝土道面。
 

混凝土的先天缺陷
现代科学技术的发展,为探索材料微观结构与宏观表现之间的关系提供了可行性,使人们更加清楚的认识到,要改变水泥及混凝土的技术性能,可通过改变水泥及混凝土微观结构来实现,例如改变水泥石的孔结构,可大大提高混凝土的耐久性。要保证水泥混凝土结构物质量,就必须对水泥及混凝土材料基础理论有一个深入、全面、系统地认识,以动态的方法去研究水泥的水化过程及水化生成物结构与特征,充分揭示水泥石结构与工程性质之间的有机联系,深入研究混凝土流变性质、力学性质及影响因素。
 
早于1980年在巴黎召开的第七届国际水泥化学会议上, F.H.Wittman就提出了孔隙学概念,并指出水泥混凝土是一非均质的多相体系,通常由未水化的水泥熟料颗粒,水化水泥,水和少量的空气以及由水和空隙占有的空气网所组成,因此水泥混凝土是一个固-液-气三相多孔体系。
 
混凝土碳化
混凝土的碳化,是指水泥石中的水化产物与周围环境中的二氧化碳作用,生成碳酸盐或其他的物质的现象。碳化将使混凝土的内部组成及组织发生变化。由于混凝土是一个多孔体,在其内部存在大小不同的毛细管、孔隙、气泡,甚至缺陷等。空气中的二氧化碳首先渗透到混凝土内部充满空气的孔隙和毛细管中,而后溶解于毛细管中的液相,与水泥水化过程中产生的氢氧化钙和硅酸三钙、硅酸二钙等水化产物相互作用,形成碳酸钙。
 
混凝土碳化是影响混凝土结构耐久性的重要原因之一,空气、土壤或地下水中酸性物质,如CO2 、HCl 、SO2 、Cl2 深入混凝土表面,与水泥石中的碱性物质发生反应的过程称为混凝土的中性化。混凝土在空气中的碳化是中性化最常见的一种形式,它是空气中二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用很复杂的一种物理化学过程。在某些条件下,混凝土的碳化会增加其密实性,提高混凝土的抗化学腐蚀能力,但由于碳化会降低混凝土的碱度,当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,破坏钢筋表面的钝化膜,使混凝土失去对钢筋的保护作用,给混凝土中钢筋锈蚀带来不利的影响。同时,混凝土碳化还会加剧混凝土的收缩,这些都可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。由此可见,混凝土的碳化对钢筋混凝土结构的耐久性有很大的影响。
 
混凝土泌水与离析
混凝土在运输、振捣、泵送的过程中出现粗骨料下沉,水分上浮的现象称为混凝土泌水。产生泌水的混凝土,表面强度、抗风化和抗侵蚀的能力较差。同时,在混凝土内留下泌水通道,增加了混凝土的渗透性,盐溶液和水分以及有害物质容易进入混凝土中,使混凝土表面损坏。混凝土表面的水灰比增大,并出现浮浆,在混凝土表面形成返浆层,硬化后强度很低,同时混凝土的耐磨性下降。分层浇注的混凝土受下层混凝土表面泌水的影响,造成混凝土层间结合强度降低并易形成裂缝。
 
混凝土的离析是混凝土拌合物组成材料之间的粘聚力不足以抵抗粗集料下沉,混凝土拌合物成分相互分离,造成内部组成和结构不均匀的现象。通常表现为粗集料与砂浆相互分离,例如密度大的颗粒沉积大拌合物的底部,或者粗集料从拌合物中整体分离出来。离析影响混凝土结构表观效果,使表面出现砂纹、骨料外露、钢筋外露等现象。导致混凝土强度大幅度下降,严重影响混凝土结构承载笼力,易产生混凝土收缩裂缝,破坏结构的安全性能,并且极大地降低了混凝土抗渗、抗冻等混凝土的耐久性能。


水泥混凝土研究动态
尽管混凝土的发展非常迅速,但其性能与使用要求之间仍存在着差距。美国国家材料顾问局(N M A B)在80年代提出的“美国水泥混凝土研究发展的现状”报告中,提出了各种用途的混凝土要求改进的性能,其中以抗拉强度、抗折强度、体积稳定性和各种耐久性,如抗冻性、耐溶蚀性、抗冲击性等最为迫切。此外,高流动性、低渗透率与低热膨胀系数也需改善。
 
1983年,英国伦敦皇家学会组织国际著名学者讨论水泥混凝土工艺问题,提出了9个课题;1984年美国材料研究学会中以高强度水泥材料的发展为主题,讨论了若干问题;1986年在巴西召开的第八届国际水泥化学会议,根据国内外有关混凝土的研究状况,归纳为:水泥基材中孔结构研究,包括孔隙率、孔径分布、孔几何学以及低孔隙学与高孔隙学、低渗透指数、低比重的混凝土研究等方向性课题。

混凝土密封固化剂的诞生
混凝土密封固化剂发明于上世纪40年代的美国,在性能上与之前的水泥混凝土材料相比,具有无比的优越性,它可以很大程度上降低或避免混凝土和耐磨地面的丝状裂纹,并且大幅度提高混凝土和耐磨地面的抗压强度和耐磨性。
 
SPR液态混凝土密封固化剂是由无机物、化学活性物质和硅合物组成,是新一代锂离子水基产品。该产品为无色透明液体材料,使用方便,无色、无臭、无毒、不燃、渗透力强,可永久性密封混凝土,不含VOC成分。该产品通过有效渗透,与混凝土中的游离氧化钙成分发生复杂的化学反应。在三维空间形成一个网络结构,产生硬质物质,使得混凝土中的结构更加致密、坚固,毛细孔被有效密封,永久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、高强度、高耐磨且具备大理石般光泽的混凝土地面。大大提高混凝土的抗渗、耐磨、冻融循环、硬度等各种性能指标,使用越久光泽度越好。

 
混凝土密封固化剂的作用原理
一旦液态混凝土密封固化剂用于混凝土基质,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反应,继而又产生一种叫做水化硅酸钙或雪硅钙石胶的化合物。
 
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雪硅钙石胶。因此,液态混凝土密封固化剂是通过增加雪硅钙石胶的浓度来增加混凝土的强度的。另外,液态混凝土密封固化剂还可以增加混凝土的密度,当雪硅钙石胶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,所以在石基气孔里有其表面上的不溶解的雪硅钙石胶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,液态混凝土密封固化剂还能使经过磨光的路面能看起来更加美观、无暇。当路面以化学方法经过磨光处理的时候,这种有着较高光泽的效果就产生了。该液态混凝土密封固化剂处理过的路面在摩擦和上光时不会起尘。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。在经过液态混凝土密封固化剂的处理后,气孔都被雪硅石胶填满,混凝土表面也被打磨得很光滑。当光照射在光滑表面上的时候,就会被反射到同一个方向,所以基面会出现光泽。