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  • 滲透型液體硬化劑產品標準應用現狀

    邦偉建材專業施工混凝土密封固化劑地坪,品質保障!

    張丹武1 喬亞玲2 高國義1

    摘 要:介紹了滲透型液體硬化劑發展歷史以及JC/T2158-2012《滲透型液體硬化劑》建材產品標準概況,分析了產品標準應用幾年來出現的問題,并提出了修訂該產品標準的建議。
    關鍵詞:滲透型液體硬化劑;應用問題;修訂建議

    滲透型液體硬化劑,譯于英文詞組“Liquid concretedensifer”,主要起源于美國,最早應用于軍工,第二次世界大戰后逐漸轉為民用。1949 年美國CurecreteChemical Company,Inc 生產的滲透型液體硬化劑產品Ashford FormulaTM 應用于凱迪拉克汽修廠舊地翻新項目,是其在民用建筑的第一個標志性項目,至今已使用60 多年。
    滲透型液體硬化劑在上個世紀九十年代進入中國,成功應用于麥德龍商城、沃爾瑪超市、宜家家居地下停車場、江蘇省煙草公司廠房等項目。目前我國混凝土地面年施工面積約為2.6 億平方米,每3-5 年需要一次修補維護,每10 年需要徹底翻新一次。使用滲透型液體硬化劑后的混凝土地面,只需日常的清潔就可以達到維護保養的功效,能延長混凝土使用壽命達10 年以上,有效降低了翻新率以及重新施工的高額費用,每年可節省施工費用80 億元。
    因此,滲透型液體硬化劑在地坪應用中一度扮演神奇的角色,各大生產商紛紛引進產品或研發國產,市場一片紅紅火火的局面,假貨漫天飛,隨意夸大產品作用的廣告比比皆是。為了規范行業市場,工信部于2012 年發布了JC/T2158-2012《滲透型液體硬化劑》建材行業產品標準,產品標準的出臺對于當時的市場亂象具有一定的遏制作用,但隨著人們認識的提高以及該類產品在市場的廣泛應用,該標準的一些短板慢慢顯現出來。比如未對鋰基硬化劑進行定性導致其他不明成分的假冒產品混入市場,標準中樣品的制備與實際施工差別太大,性能表征出現與實際明顯不符的現象。本文著力從近三年來標準應用現狀來分析未來標準修訂的方向。
    1 滲透型液體硬化劑產品標準簡況
    根據工業和信息化部工信廳科[2010]74 號文件《2010年第一批行業標準制定修訂計劃》,建材行業產品標準《滲透型液體硬化劑》(項目號2010-0629T-JC),由中國建筑材料聯合會地坪材料分會和中國建筑材料檢驗認證中心(現中國建材檢驗認證集團股份有限公司)聯合主編。標準編制經過驗證試驗階段、征求意見稿形成階段、送審稿形成及審核階段、報批階段,最終于2012 年12 月28日發布,標準號為:JC/T2158-2012。
    以下簡單介紹JC/T2158《滲透型液體硬化劑》產品標準內容。
    1.1 標準技術要求
    1)外觀:滲透型液體硬化劑為無色、透明、均勻液體。
    2)物理性能項目及要求見表1。


    1.2 標準主要試驗方法簡述
    1.2.1 基準試件制備:
    基準砂漿的配合比為基準水泥:ISO 標準砂: 水=1:3:0.5(質量比),基準砂漿攪拌后灌入符合JG3019的150 立方體模中,用搗棒插搗20~30 次,將成型面抹平,然后在標準試驗條件下養護28d。
    28d 后將養護好的基準砂漿垂直于成型面進行切割,試件表面應平整,試驗時使用切割面,切割后的試件在72h 內進行試件制備?;鶞噬皾{見圖1。尺寸為(140×140×25)mm3 未浸泡過液體硬化劑的試件作為基準試件。將切好的尺寸為(140×140×25)mm3 基準試件浸泡在液體硬化劑中24h,取出后在標準試驗條件下養護7d 作為受檢試件。

    1.2.2 主要試驗方法
    1)外觀:目測
    2)固含量:按GB/T16777-2008 中第5 章的規定進行。稱取約2g 試樣,試驗溫度為(105±2)℃
    3)pH 值:按GB/T8077-2000 中第7 章的規定進行。
    4)24h 表面吸水量
    按JC/T902-2002 中5.7.1 測3 塊受檢試件,結果取中值。
    5)耐磨度比
    按JC/T906-2002 中7.6.3 的規定分別測定5 塊基準試件和5 塊受檢試件的耐磨度,結果計算按JC/T906-2002 中7.6.4 的規定進行。
    6)VOC 揮發性有機化合物
    按GB18582 的規定進行測定。
    2 液體硬化劑產品現行標準應用出現的問題
    JC/T2158-2012《滲透型液體硬化劑》建材行業標準的發布,對于當時地坪行業來講是一份非常及時的產品標準,解決了當時該類產品無標可依的現狀,同時對于此類材料在地坪行業應用起到非常積極的作用。隨著我國經濟發展水平的增長以及科研人員對該類材料認識的提高,現有標準中的技術內容問題逐步顯現,以下將三年來標準應用出現的問題進行闡述。
    2.1 缺少對該類產品定義的描述
    滲透型液體硬化劑雖然已經有六十多年的應用歷史,但是其所在行業太小太窄,國外很少介紹此類材料的科研情況,我國相關學者也未關注到此類材料的發展。材料引進至中國一直被神化,該類材料一直處于神神秘秘的角色。其基本組成成分、作用機理一直無相關科研機構研究。在未弄清楚產品的實際作用機理的情況下,2012 年發布的產品標準并未對該類產品的定義進行描述。近年來北京工業大學王子明教授對滲透型液體硬化劑進行深入研究,對氟硅酸鹽類、硅酸鹽類滲透型液體硬化劑作用于混凝土表面機理進做了科學闡述[1]。明晰了產品作用機理才能對產品進行準確分類,才能提出相應的技術要求。
    2.2 試驗試件制備存在問題
    在本文1.2.1 中詳細介紹了滲透型液體硬化劑產品標準中關于基準砂漿試件制備的內容,由于滲透型液體硬化劑是依附在水泥基材料表面才能顯現其作用,因此基準砂漿或者混凝土的品質直接影響材料的應用效果?,F有標準中基準砂漿試件所用基準水泥屬于P.O52.5 級,膠砂比為1:3,水灰比1:0.5,分析認為水泥強度過高、膠砂比過高、加水量過低使得基準試件自身強度較高,孔隙率低[1],表面作用滲透型液體硬化劑后很難再有所作為。
    在JC/T2158 中,試驗試件制備時需要浸泡在滲透型液體硬化劑內24h,然后取出后在標準試驗條件下養護7d 進行各項應用性能測試。試驗試件制備浸泡過程和實際應用差別較大,在實際施工時,施工過程為多次噴灑-養護- 拋光,現行標準未很好的和實際施工相對應。另外,根據研究表明浸泡時間太長,氟硅酸鹽液體硬化劑會導致水泥基材料酸性破壞,反而降低了耐磨度[1]。
    2.3 規定產品僅為堿性不科學
    從表1 我們可知2012 版產品標準要求pH 值≥ 11,也就是規定產品必須為堿性材料才能使用。出現這種規定也是在當時標準制定時對產品種類以及作用機理不明的結果,王子明教授對氟硅酸鹽、硅酸鹽液體硬化劑作用機理研究表明酸性和堿性是兩種不同的都對混凝土表面強度有提高作用的材料,堿性材料雖然技術要求較高,但鈉基硬化劑存在導致水泥基材料出現堿- 集料反應破壞[1] 的現象。


    2.4 耐磨度表征材料耐磨性不直觀
    耐磨度是GB/T16925-1997《混凝土及其制品耐磨性試驗方法(滾珠軸承法)》中對材料耐磨性的表述,該標準源自于澳大利亞標準MA20《混凝土異型路面磚》附錄D,通過一組數值的計算來獲得耐磨度。無論是對于生產商還是用戶,耐磨度數值太專業,無法直觀感受。另外,由于我國建材行業試驗設備較為落后,滾珠軸承耐磨儀自上世紀九十年代至今未升級,設備簡陋、精度低、準確度差,在實際試驗操作過程中帶來較大的不確定因素,嚴重影響了材料耐磨性的評價。
    3 硬化劑產品標準修訂的建議
    已在執行的JC/T2158-2012《滲透型液體硬化劑》產品標準自身存在第2 章描述的一些問題,除此之外,還存在硬化劑材料定性問題、表面硬度表征問題以及實際應用性能缺少問題。結合國內外使用現狀,對未來標準修訂提出以下建議:
    3.1 將硬化劑準確分類
    隨著我國科學研究的進展,滲透型液體硬化劑的身影越來越清晰,氟硅酸鹽類、硅酸鹽類液體硬化劑作用機理已經理清,通過作用機理可以明確分為兩類,并可依據主要成分給出兩類產品的準確定義。在物理性能要求中可實際報出pH 值有利于用戶選擇。
    3.2 試驗基材制備進行改進
    降低試驗基材所用水泥標號、降低灰砂比、提高加水量,制備品質較差的試驗基材才能很好的將使用硬化劑前后的效果做出明顯對比。改變現有浸泡制度,結合實際施工反復噴灑- 養護- 拋光,將有利于應用性能的測試的開展(防滑性等)。
    3.3 鈉基、鉀基、鋰基硅酸鹽類硬化劑的定性
    對于硅酸鹽類滲透型液體硬化劑,鈉基、鉀基應用又導致水泥基材料堿- 集料破壞,而Li- 對已發生堿- 集料反應的水泥基材料有一定的抑制作用[2],使用鋰基硬化劑還可以因使用鈉基、鉀基而導致的水泥基材料泛堿問題,對于硬化劑的裝飾性有較大的改進。鋰基硅酸鹽硬化劑價格昂貴,定性后也有利于區分產品的品質。
    3.4 耐磨性試驗方法應更客觀、科學
    本文第2 章分析了耐磨度表征耐磨性的缺陷,較為客觀的耐磨性表征是通過儀器設備磨耗試件前后質量差或者體積差是最有效、最直觀的方式。研究國內外地坪耐磨性試驗方法,筆者認為依據EN13892-4 地面砂漿及找平層測試方法耐磨性的測定(BCA 法)時機已經成熟,方法更為科學,儀器設備穩定性更好。
    3.5 表面硬度性能應增加
    現行液體硬化劑產品標準中并未對應用后試件表面硬度進行表征,導致市場表面硬度表征亂象叢生,最典型的使用莫氏硬度。莫氏硬度表示礦物硬度的一種標準。1812 年由德國礦物學家莫斯(FrederichMohs) 首先提出。硬度值并非絕對硬度值,而是按硬度的順序表示的值。是一個定性值,而非定量值。在礦物學上,莫氏硬度應用方便,野外作業尋找礦物時常采用。如指甲硬度約2.5,銅幣為3.5-4,鋼刀為5.5,玻璃為6.5。液體硬化劑處理后的水泥基材料表面硬度表征應用莫氏硬度表征硬度與莫斯(FrederichMohs) 的初衷完全不一致。
    3.6 功能性指標應增加
    實際應用時,防滑是一個重要指標,應該在產品物理性能中增加,改進了試驗試件的制備過程,對試件進行標準化拋光,有利于測試液體硬化劑應用后防滑性能的測試。
    4 結 語
    綜上所述,結合近幾年滲透型液體硬化劑應用現狀以及產品標準應用出現的問題,建議JC/T2158-2012《滲透型液體硬化劑》建材行業產品標準盡快修訂,提高滲透型液體硬化劑產品標準的適用性、科學性和有效性,將在現有標準的基礎上會更好的提升我國滲透型液體硬化劑應用技術水平,對于地坪行業做出更大的貢獻。
    參考文獻
    [1] 李玨, 王子明. 滲透結晶型液體硬化劑表面處理方法及作用機理研究[J]. 混凝土與水泥制品,2015 年第6 期
    [2] 于洋, 李國忠. 鋰鹽對水泥砂漿堿骨料反應抑制效果的研究[J]. 混凝土,2009 年第3 期

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