CN105712646B - 一种无机耐磨型密封固化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无机耐磨型密封固化剂，它包括如下重量百分比的组分：液态硅酸钠30%‑50%，硅酸锂13%‑20%，纳米二氧化钛4%‑10%，磷酸二氢钠3%‑11%，氢氧化钠12%‑20%，氧化锌2%‑9%。本发明是一种无色、无毒、环保型产品，制备得到的混凝土地坪材料的强度、硬度、密实度都得到了很大提升，超硬化耐磨，有良好的耐拉伸性能和耐磨的性能，抗划伤效果好；在地坪材料表面形成疏水性膜层，防渗、防霉、耐高温、防风化效果好，有效的提高地坪材料的物理性能；易清洁、有抛光的效果，视觉美观，感观效果使用越久越好。

Description

一种无机耐磨型密封固化剂

技术领域

本发明涉及一种无机耐磨型密封固化剂。

背景技术

混凝土密封固化剂是一种碱性的无色透明的液体，具有无毒、无味、不燃、不挥发、对环境无害等特征的新型低碳环保地坪材料。主要成份是硅酸盐和无机型离子物质，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5-8 mm，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，由此大大提高了混凝土的表面硬度和强度，增加耐磨性，密实混凝土，有效抑制水、油和其它腐蚀性物质侵入的通道，从而得到一个无尘、致密的整体，从根本上减缓或者阻止混凝土腐蚀，改善混凝土的使用性能，延长混凝土的使用寿命。 其特点：1）安全环保：无色、无味、无毒、不燃、不含VOC，符合建筑工程室内环境污染控制规范。2）在抗划伤及抗压荷载方面，其耐磨性、硬度和密实度表现优良。3）防止灰尘：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，且无需重复使用聚氨酯、蜡、丙烯酸经常进行维护。5）施工简单：施工工艺简便快捷，易干燥，具有无污染的特性。6）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。其适用范围很广，比如工厂、停车场、百货超市、广场等以混凝土或水泥砂浆为基层的场所均可适用。

20世纪70年代，美国、日本、德国、澳大利亚、南非等多个发达国家由于工程建设的需要，对混凝土密封固化剂进行了更为深层次的研究与开发，他们从保护环境的角度出发，从电化学原理入手，综合混凝土力学、混凝土化学以及化学工程、材料工程和环境工程等多种门学科的知识，形成了一个跨领域的交叉科学--混凝土加固学。由原来的水泥（混凝土）、石灰、粉煤灰发展到专门用来固结混凝土的新材料-混凝土密封固化剂。混凝土密封固化剂能够克服用石灰、水泥和粉煤灰等单一材料的缺点，混凝土密封固化剂适用的混凝土范围也扩大到绝大部分的混凝土类型。美国、日本、加拿大以及南非等国家都从各个领域的基本要求出发，研制出适合不同要求、不同性能的混凝土情况的固化剂。这些固化剂在各国都得到了应用，结果表明：使用固化剂，可以节约能源、节省投入并且施工快捷，因而固化剂在国外发达国家已经形成了相当的产业规模，取得巨大的经济效益和社会效益。在国外的许多国家，混凝土密封固化剂已经作为一种品牌商品在专门的企业生产美国贝赛尔公司生产液态高聚物混凝土密封固化剂、浩大得来开发的Roadbond等混凝土密封固化剂，日本UKC公司、住友株会社等也生产了各种品牌的混凝土密封固化剂。

20世纪80年代，国内的有关单位开始引起国外混凝土密封固化剂技术，在吸收国外经验的基础上，针对我国混凝土性质，开始了混凝土密封固化剂的研究工作。迄今为止，先后有几十家科研院所和大专院校对混凝土密封固化剂进行了研究，并先后取得了一系列的研究成果，其中部分产品已经在工程建设中得到了应用。我国国产的混凝土密封固化剂一般属于固化粉状混凝土密封固化剂，大多数是从水泥的加固机理和，通过各种基质材料中添加各种特殊的高分子材料来达到提高混凝土的工程性能的目的。如北京奥特赛特，北京固邦，北京大学等。目前研制开发或者已经投入使用的NCS系列等。随着中国的开放程度越来越高，生活科技文化等方面不断跟随世界脚步，也为中国引进世界先进技术奠定了基础。混凝土密封固化剂最早是由外国人开发并应用，并已有几十年历史。21世纪初，国外固化剂产品陆续登陆中国市场，经历了10多年的发展以及国内品牌的自主研发，现如今，混凝土密封固化剂已逐渐被人们接受，成为地坪改造及设计的主流之一。混凝土密封固化剂在中国的发展主要经历了以下四个阶段：第一阶段，国外品牌逐步进入中国市场并寻找代理商，由于国人没有意识，处于懵懂状态，不易被市场接受，所以起步阶段比较困难，经过1-2年左右的市场推广，逐步为市场认知，但并没有彻底打开中国市场。这一阶段国外品牌行进均比较困难，主要代理的阿斯福产品也是第一阶段给人印象较深的产品，以阿斯福为例，当时的混凝土密封固化剂均为单一组分，施工简单，且工具单一，施工时只需将地面清洁，洒材料拖均，粘稠之后加水稀释，用水刮刮走，干燥即可。干燥之后用老式汽油抛光机加黑垫抛光交工。对于较好的地面可以做硬，但地面不甚美观。这一阶段固化剂施工仍旧照搬国外经验，没有考虑到中国市场独特性，好地面可以做硬，旧地面，尤其是起灰严重地面达不到预期的结果，并且地面与现在比较，美观度非常差，但是由于产品的新意以及国内的空白，人们意识的程度较浅，在当时做的也是有声有色，风生水起。第二阶段，国内品牌研发并与国外品牌分庭抗礼。国外品牌逐步打开中国市场但并不能满足中国地坪的特殊性，国内公司针对中国地坪的特殊性研发出适用于中国国情的混凝土用密封固化剂。经历了第一阶段，国外产品的问题越来越突出。主要表现在：国外地坪，均采用C30以上混凝土，且施工严谨，工具发达，辊压密实，使得地面做出之后已非常致密，当混凝土施工完毕之后立即施工密封固化剂，可以达到很好的效果。但是中国地面施工的特殊性太多，混凝土标号过低，施工队偷工减料，工具的缺陷性等原因，造成了我国的地坪基础就较差，孔洞过多，不致密，尤其是使用1~2年以上的混凝土地面，起灰非常严重。这种情况下，国外的产品完全不能应对，起不到一点硬化密封的效果，所以导致国外的产品在新地面上处理可以达到预期要求，但是旧地面，起灰起砂疏松地面，并不能达到密封硬化的效果。基于以上的问题出现以及国内工程师对固化剂认识的深入，国内企业研发出针对于中国地坪，无论新旧地面，均可使地面固化密封，致密坚硬的混凝土密封固化剂。葆力孚密封固化剂正是在这个时代背景下研发出来的，起初接触的是美国阿斯福密封固化剂，研究学习外国产品，最先研发出P9A08，同阿斯福类似，但是经过无数的实验以及数据支持发现，单一组份的固化剂不能满足中国旧地面特别是粉化严重的疏松多孔地面，又经过不停地研究与实验，成功研制出葆力孚P9C08，预处理剂，针对于旧地面疏松地面，可以预先填充孔洞，使A剂功效发挥到最佳，并且A剂与C剂反应，可以达到进一步密封固化的效果，这点是国外产品做不到的，也是具有中国特色的混凝土密封固化剂。葆力孚公司不仅在产品上丰富改进，另一个时代性意义的事件是，在施工工具上，成功引进了清洁设备中的洗地机，吸水机等工具，这样做出来的地面不仅硬度密封效果更佳，也大大提高了地面的美观度，与第一阶段相比，地面即硬，又较光亮美观。葆力孚公司将国外先进产品与中国实际相结合，并独立自主创新研究，研制出适合于中国市场的密封固化剂，有效的填补了国内密封固化剂市场的空白，并且在个别领域性能超过了国外品牌，葆力孚密封固化剂在这一阶段基本在国内处于领先，且与国外产品分庭抗礼。这一阶段后期，不管是国外产品或者国内产品，均呈现出一种现象，地面可以做硬，但是不好看。随着人们的要求越来越高，要求地面做出镜面光泽甚至类似大理石效果，这一阶段的施工工艺已经渐渐不能满足市场的需求，也慢慢进入了第三阶段。第三阶段，超平地面，商业地面的提出，水泥地面研磨机械的使用，锂基固化剂的研发。人们对地面的要求越来越高，激光整平技术的提出，超平地面的实现。国外锂基固化剂以及配套研磨技术打包进入中国市场。由于人们物质文化需求的增长，对地面要求越来越高，新建地坪提出了超平地面，商业地坪等概念，密封固化剂的施工要求也不仅仅满足于做硬不起尘，而是要求硬度与光度并存，甚至美观度占据绝大部分。并且同一时期，国内研磨机械的开发成型，也为这类地面的成功实施提供了保证。当第二阶段国内外产品竞争的如火如荼的时候，一款国外新型的密封固化剂进入中国市场，就是SEALSOURCE。这种密封固化剂不仅可以做硬，更重要的是做出的地面非常的平整光亮，得力于在密封固化的同时，配合水泥研磨技术，使得做出的地面即硬又美观，得到了市场的认可，满足了人们日益增长的文化需求，甚至达到了可以与环氧地坪媲美的境界，虽然颜色不足环氧鲜艳，但是其优美的光泽度以及环氧不可比拟的硬度，使得密封固化剂市场进一步成为市场的主流之一。单组份密封固化剂与水泥研磨技术的结合，使混凝土密封固化地坪得到了质的飞跃，现在已经成为新建地坪的主流，但是由于也是国外引进的产品，针对于中国旧地面的效果仍旧不理想，旧地面的施工仍旧需要双组份体系，也可以做出漂亮的硬化地面。现如今，市场上的密封固化剂主要分为两类：单组份（一剂型），双组份（两剂型）。针对于新地面，比较致密的地面，可首选一剂型，施工简单方便，地面美观。对于旧水泥地面疏松地面，必须选两剂型密封固化剂，也可以做出即硬又美观的地面。密封固化剂与金刚砂，水磨石等地面的配合使用，也是如今地坪市场的主流之一，并随着研磨技术的不断更新，使得高亮密封固化地坪越来越成为地坪市场的发展主流。第四阶段，人们的需求进一步提高，以及解决密封固化地坪的唯一缺陷-颜色问题。国内研发最近两年，硬化地坪的发展越来越快，染色地坪的概念也提上了日程，国外已经有公司着手推广，但是应用并不广泛，且存在价格偏高的局限。根据以前的经验，可能也只是针对于新地面。未来的中国市场，不仅是新建地坪需要染色，旧地面改造也有可能需要染色，以满足不同客户的需求。现在染色技术主要通过两个方面：1，酸着色：会腐蚀地面，主要针对仿古艺术地面，难适用于一般的地坪市场。2，染料着色：主要存在不均匀，水洗掉色，价钱偏高等问题。相信在不久的将来，解决掉水洗掉色，降低成本，颜色偏差不大，那染色硬化地坪将成为地坪的发展方向之一。

目前单组分密封固化剂与水泥研磨技术的结合能使地面达到与环氧地坪媲美的境界, 其优美的光泽度和环氧不可比拟的硬度,已经成为地坪市场的发展主流。但是, 人们对地面的要求越来越高,颜色不足环氧鲜艳已经成为当前无色密封固化剂急需解决的问题,也是当前密封固化地坪的唯一缺陷。最近两年, 染色地坪的概念已经提上日程, 国外已经有公司着手推广,但应用不广泛,且只针对新建地面, 存在价格偏高的局限。未来的中国市场,不仅是新建地坪需要染色, 旧地面改造也有可能需要染色, 以满足不同客户的要求。当前染色技术主要通过两种方法:

（1）酸着色: 主要构成是水、盐酸、各种可以溶于酸的有色金属盐。利用混凝土地面的多孔性质和中性色调的特点，渗透到混凝土内部与氧化钙进行反应，该种材料会对混凝土造成一定腐蚀，目的是为了让有颜色的金属盐更好的与混凝土结合, 让混凝土永久拥有颜色。但是, 盐酸中的氯离子会对混凝土里面的钢筋产生严重的锈蚀, 同时高强度的酸性也会对混凝土地面的内部结构造成一定的破坏, 所以酸着色技术难以适用于一般的地坪市场。

（2）染料着色: 主要构成是水、水溶性染料、固色剂。利用混凝土地面的多孔特性,水溶性染料会进入到混凝土内部并对其内部和表面进行染色, 轻易地对混凝土进行染色,再通过固色剂把颜色固定下来。众所周知, 混凝土地面的孔隙常常是不均匀, 对水性染液的吸收也是不均一的, 所以出现颜色不均匀的现象, 还存在着色力不足够牢固, 水洗掉色, 且价格偏高等问题。有鉴于此, 香港益石公司结合了这两种着色技术, 扬长避短, 在2012 年初成功开发出中国市场上第一个“彩色混凝土密封固化剂” 产品。这一产品的问世不但填补了国内彩色密封固化剂市场的空白,更符合了中国国情发展的需求, 这是一个时代性意义的事件。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种无机耐磨型密封固化剂。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述无机耐磨型密封固化剂包括如下重量百分比的组分：

液态硅酸钠30%-50%，硅酸锂13%-20%，纳米二氧化钛4%-10%，磷酸二氢钠3%-11%，氢氧化钠12%-20%，氧化锌2%-9%；各组分之和为100%。

优选地，所述固化剂包括如下重量百分比的组分：

液态硅酸钠45%，硅酸锂18.5%，纳米二氧化钛9%，磷酸二氢9%，氢氧化钠18%，氧化锌0.5%。

下面对本发明作进一步说明：

液态硅酸钠：液体，有无色透明粘稠状和浅色半透明，主要成分是二氧化硅(SiO2)和氧化钠(Na2O)。

硅酸锂：分子式Li2O3Si，是金属锂与硅酸根结构和形成的无臭、无味透明液体。

纳米二氧化钛：直径在100纳米以下，产品外观为白色疏松粉末。

磷酸二氢钠：分子式为NaH2PO4·2H2O和NaH2PO4，分无水物与二水物，二水物为无色至白色结晶或结晶性粉末，无水物为白色粉末或颗粒。

氢氧化钠：化学式NaOH，白色半透明结晶状固体。

氧化锌：化学式ZnO，俗称锌白，是锌的一种氧化物。

相较于现有技术中的混凝土密封固化剂，本发明中的无机耐磨型密封固化剂的创新之处在于将液态硅酸钠、硅酸锂、纳米二氧化钛、磷酸二氢钠和氢氧化钠及氧化锌进行了整合，使固化剂的性能更好。硅酸钠和水泥，沙石搅拌，经过化学反应会使混凝土更快干，强度加强，更耐水，耐酸，耐磨。硅酸锂水溶液和硅酸钠一样，加入酸性物质后容易胶凝。硅酸锂水溶液的性能与二氧化硅胶粒大小密切相关，如SiO2粒子为1 mμ左右，则产品清晰透明、粘度低、贮存和使用性能(耐水性、耐火性、耐侯性等)均十分优异；而当SiO2粒子约3 mμ时，溶液呈微胶体状，粘度高，存放稳定性差，使用性能差。硅酸锂水溶液允许模数高达8，SiO2含量20%，仍然粘度低，稳定性好。硅酸锂水溶液还具有自干性，且能生成不溶于水的干膜，耐干湿交替性极好，可作为粘合剂。硅酸锂和硅酸钠混合使用，不仅能降低成本，还可改善硅酸锂的成膜反应。纳米二氧化钛可产生颜色效应。此外，磷酸二氢钠和氢氧化钠及氧化锌的加入也使得密封固化剂的性能得到了提升。本发明是一种无色、无毒、环保型产品，制备得到的混凝土地坪材料的强度、硬度、密实度都得到了很大提升，超硬化耐磨，有良好的耐拉伸性能和耐磨的性能，抗划伤效果好；在地坪材料表面形成疏水性膜层， 防渗、防霉、耐高温、防风化效果好，有效的提高地坪材料的物理性能；易清洁、有抛光的效果，视觉美观，感观效果使用越久越好。

密封固化剂基本原材料可以分为两类：酸性，碱性。如果用酸性来做硬，那这个可以说不是技术，几种简单的材料，可以直接把起砂水泥，普通收光水泥做得相当坚固，打磨可以出现较高光泽，这种材料的缺陷在于，发白，施工需大量水清洗，使用寿命短。酸性材料为两个主要成份，一个弱酸与水泥反应，加快水泥固化，一个为强酸提高速度，另外一个催化剂，一个光亮剂，一个助磨剂 。碱性，常用用钠基原材料，硬度上来慢，这个是一个基本理道，碱性的基本材料，可以把地板密适度做够，硬度在缓慢增长，这种技术是不成熟的，首先这种材料，耐水性差，如果用水冲洗会导致材料大部份被水冲走，做好的地坪，因为耐水耐候性差，寿命也有限。这种地坪硬度始终达不到理想效果碱性材料其实使用寿命是很长的，进口材料大部份为碱性一个成熟的产品，首先考虑的是他的寿命，寿命要长，第一，他的渗透性要好，要比同类产品要活跃，第二分散性要好，要在地面上可以均匀地吸收，第三。要有相对的催化剂，去加速他的固化，增加耐水性，底部深层凝胶。第四，要有好的抗渗性，保证客户的环境要求。第五，要对亮度有一定的帮助，让施工过程方便。缺一个要素，混凝土固化剂性能大打折扣。有了相对成熟的配方，然后找一些正规的原材料商供货，再通过大量的实际经验去实践方为合格，有了成熟的方后，就是原材料的选择了，钠基相对是便宜，稳定性差，使用寿命有限，锂基价格高，因为锂的离子比钠离子小，所有渗透力强，主要一个方面是耐水性好。一个最为困扰的事，钠，与锂在外观，比重上很难区分开，在施工过程中也只有细微区别，简单来说，锂基是不发白的，但是钠基在不加催发剂，让固化缓慢时，现在也有很多钠基可以达到完全不发白的效果。现在市场上的混凝土密封固化剂，有大部份是钠基产品，也有部份是钠基与锂基配合产品，这些材料都是国产为主，真正用纯的锂基来做密封固化剂的很少，用进口锂基来做密封固化剂的快接近零了。

酸性材料的好处是，硬度上来快，做完后当天水泥会变得稍为黑一些，对亮度很有帮助。酸性材料做出来的地板，有刺眼的感觉，可以达到高的效果。市面上很多固化剂为酸性，这种产品成本低，硬度好，亮度高，缺点是使用年限有了限，抗渗性不好，密实度不够，发白，施工困难，不适合做绿色金刚砂地面。酸性材料的简单配方，可以是一种粉末加水，加催化剂。要加快固化速度可以加一种强酸加快固化。要增强抗渗性可以加有机硅。对于一些比较差的地坪，可以加一种化学铝，增强他的抗开裂。成熟的产品可以把地板的伸缩缝缩紧的基本没有缝隙。加高浓度的碱可以反应成二氧化硅，增加地板的密适度。适当增加光亮剂，可以让施工更方便，让亮度均匀。并不地所有的酸性材料都会发白，以锌为主的产品，发白现象可以大大减少，除绿色金刚砂地坪外，基本看不到发白的限象用强酸浓化氧化锌，加水性硅酸盐复合材料，能渗入硬化水泥孔隙中与氢氧化钙反应生成二氧化硅凝胶，改善水泥的结构使混凝土的强度提高耐磨性提高一倍以上，同时提高抗碳化和粘结能力，低分子的聚合物与混凝土水解有效提高混凝土的憎水防水效果。此原理与碱性中的钠基锂基相似，可以说是酸性中的锂基产品。国产的密封固化剂在5个月以前硬度亮度比进口的强很多，在1年左右时，国产的硬度还是高于进口的，亮度基本差不多。在三年时国产的和进口的硬度差不多，进口的亮度高于国产的，在5年以后进口的各方面优于国产的。

2.3 混凝土密封固化剂的工作原理

混凝土固化剂是一种环保、无毒、不燃的高科技水性化学致密剂，其主要成分为水和聚硅化合物，混凝土密封固化剂能完全渗透到混凝土中，通过与混凝土中的钙、镁等离子发生化学反应，生成坚硬的结晶物质，在三维空间形成了一个网络结构，使得水泥中凝胶结构增大增强，使得混凝土中的各成份固化为一个密实的整体，使得混凝土中的凝胶空隙变小，封堵了混凝土的毛孔，增加了混凝土的密度，从而使得混凝土地面的强度、硬度及耐磨性大幅提高，达到防尘、坚硬、耐磨、易清洁的使用功能。混凝土密封固化剂通过3~5mm的有效渗透，与混凝土中的氧化钙、水分及混凝土硬化过程中产生的化合物发生化学反应，从而生成一种水合硅酸钙，俗称雪硅钙石胶，使混凝土成为一个致密的整体。通过增强雪硅钙石胶的浓度来提高混凝土的强度和密度。同时，雪硅钙石胶在混凝土气孔中生成的晶体有效的封堵了混凝土中的气孔，减少水分流动路径，从而阻止固体和液体杂质进入混凝土内部，增加了混凝土的抗化学物质腐蚀能力，但同时又允许气态水自由流通，使混凝土保持“呼吸”功能。同时使地面产生较高的光泽度，增加使用的美观效果。

总之，本发明的混凝土密封固化剂具有低粘度、低碱性的特点，在混凝土中降低与钙化合物反应速度，而且能渗透的更深、反应更完全，更均匀的穿透混凝土表面，让ASR不良反应停止。高锂含量，不含钠盐钾盐，避免混凝土表面龟裂，泛碱。不含膨胀性乳胶，防止混凝土吸水，泛潮。有效防止水、油的渗透以及化学的侵蚀。最大程度提高混凝土的硬度、强度和耐磨性能。经过混凝土密封固化剂处理后的混凝土与没有处理过的混凝土相比较，其硬度增加到莫氏7°。混凝土密封固化剂处理的地面，一个月内比未处理的地面强度提高50%，并且随着时间持续增强。快速显现光泽并且越用越亮。渗透性好，永久性保护，不会剥落。水性产品，不含VOC，不燃，无毒。是高科技含量的环保产品。施工方便，一次涂布，无需擦洗。保养费用低，无需打蜡。适用于新旧混凝土。更加易于清洁。

具体实施方式

实施例1

所述无机耐磨型密封固化剂各组分含量为：液态硅酸钠：5.9kg、硅酸锂：2.3kg、纳米二氧化钛：1.0kg、磷酸二氢钠：1.0kg、氢氧化钠：2.2kg、氧化锌：0.7kg。将上述组分混合制得无机耐磨型密封固化剂。

试验方法：依照有关国家和行业标准，在实验室内成型相应尺寸的混凝土试件，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。吸水率参照JGJ70 － 2009，《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行，试件尺寸为40mm×40mm×160mm，涂刷六个面。表面硬度采用摩氏硬度计进行，试件尺寸为150mm×150mm×150mm，涂刷一对成型侧面。抗压强度按照GB/T50081－2002，《普通混凝土力学性能试验方法》进行，试件尺寸为100mm×100mm×100mm，涂刷六个面。耐磨性按照JTG E30－2005，《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》进行，试件尺寸为150mm×150mm×150mm，涂刷一对成型侧面，测试前称量试件的初始质量m0，在200N负荷下磨30 转，然后取下试件刷净表面粉尘称重，记下相应质量m1; 再在200N 负荷下磨60 转，取下试件刷净表面粉尘称重，记下相应质量m2，计算混凝土试件经前30 次和后60 次磨损后的磨损量( kg /m² ) ，分别记为G0－30和G30－60。抗水渗透性和碳化性能按照GB/T50082－2009J，《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》进行，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40mm×40mm×160mm，涂刷一对成型侧面作为碳化面。抗氯离子渗透性分别采用CCES01－2004，《混凝土结构耐久性设计与施工指南》中的NEL 法和电通量法( ASTMC1202方法) 进行，试件尺寸为Φ100×50mm，涂刷六个面。

试验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，研究在混凝土表面涂装后对其物理力学性能和耐久性能的影响，可为混凝土及其结构的耐久性设计提供理论和实践指导。

对此无机耐磨型密封固化剂的试验结果与分析如下：

（1）涂装后对混凝土物理力学性能的影响

经表面涂装后，混凝土试件的吸水率、表面硬度、抗压强度和耐磨性的试验结果可知，在涂装密封固化剂后，混凝土的吸水率相比基体混凝土降低了18. 6%。混凝土表面硬度由5. 5 提高到8. 5，用硬度为7 的矿物在试件表面几乎不能产生刻痕。混凝土的抗压强度稍微有所提高，约为5%。经涂刷后，混凝土试件首先转磨30 次时的磨损量G0 － 30由0.46kg /m² 降低到0. 14kg /m²，降幅达69. 6%; 由转磨30 次后再转磨60 次时的磨损量G30－60由2. 12kg /m² 降低到1. 56kg /m²，降幅达26. 4%。基准混凝土的磨损深度要明显大于涂装密封固化剂的，其表面被磨平的粗骨料较多。

（2）涂装后对混凝土耐久性能的影响

涂装密封固化剂后，混凝土的抗水渗透性得以提高，抗渗等级达到P14，平均渗水高度为22.3mm，降低了45%，基准混凝土的抗渗等级为P10。同时，氯离子扩散系数DNEL由4.17×10－8 cm² /s 降低到2. 05 × 10－8cm² /s，降幅达51%; 电通量DDTL由2018C 降低到1292C，改善较为显著。涂装混凝土在碳化14d、28d 和60d 时的碳化深度均小于基准混凝土，60d 碳化深度还略小于基准混凝土14d的，不到7mm; 随着碳化龄期的增加，两种混凝土的碳化深度均增加，但涂装后混凝土抵御CO2侵入的能力明显增强。

通过对混凝土密封固化剂性能试验数据分析，可得知密封固化剂剂的性能有如下优点：

（1）增加抗压强度：7天后，经处理试样比未处理试样抗压强度增强40%，以后随时间增长而增加。

（2）增加混凝土硬度：混凝土样块表面经测试表面莫氏硬度为6，经密封固化剂处理后莫氏硬度为8。

（3）使混凝土更好养护：在最重要的24小时熟化过程中，经过处理的混凝土样块比未经处理的混凝土样块保水能力高94%，永久性养护混凝土，防止产生龟裂，收缩，并且是一次使用,永久有效,可节约大量维修，维护成本。

（4）彻底防尘：经密封固化剂处理2小时后，混凝土样块永久不产生灰尘，无须打蜡，达到净化效果。

（5）提高抗渗性：在一块4.9平方英尺经过密封固化剂处理的区域，以直径7英寸水龙头冲流，其渗流率每小时0.022ml。

（6）增加结合力：经过密封固化剂处理的混凝土试块与环氧树脂结合力比未处理的试块增加22%；与涂料的结合性和未经处理的地面相同。

（7）提高耐磨性：经测试C20混凝土表面耐磨度为2.6，使用密封固化剂后，耐磨度提高至6.3，30分钟以后耐磨耗性增加32.5%。

（8）增加摩擦系数：经密封固化剂处理后样块光亮度明显增加，达到镜面般的效果，但经检测耐磨系数没有摩擦系数没有降低，不打滑。

（9）增强抗风化性：紫外线及喷水对处理过的试样没有不良的影响.能有效阻止氯离子的通过，测试表明经过处理的地面，不会因暴露在紫外线或水雾中受到影响，有效延长建筑物寿命。

（10）增强抗撞击能力：抗撞击能力提高13.3%。

（11）增强耐化学性：经密封固化剂处理一个月后，大大提高了混凝土的抗化学腐蚀性能。

Claims (2)

1.一种无机耐磨型密封固化剂，其特征在于，所述固化剂由如下重量百分比的组分组成：

液态硅酸钠30%-50%，硅酸锂13%-20%，纳米二氧化钛4%-10%，磷酸二氢钠3%-11%，氢氧化钠12%-20%，氧化锌2%-9%；各组分之和为100%；所述纳米二氧化钛为直径在100纳米以下、外观为白色的疏松粉末。

2.如权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述固化剂由如下重量百分比的组分组成：

液态硅酸钠45%，硅酸锂18.5%，纳米二氧化钛9%，磷酸二氢钠9%，氢氧化钠18%，氧化锌0.5%。