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致密劑中最先進(jìn)的技術(shù)

如果你在閱讀這篇文章，你要么是自身從事做拋光混凝土行業(yè)的，要么就是對(duì)其感興趣，想要更多的了解在進(jìn)行拋光混凝土地面施工時(shí)，采用哪種材料最有效率。從化學(xué)層面分析，似乎大多數(shù)從事拋光混凝土的人員都不太了解為什么需要在研磨和拋光的工藝之間加上致密劑這個(gè)步驟。

事實(shí)上，做出一個(gè)既又美觀又耐磨的拋光混凝土地面，致密劑在其中起到了關(guān)鍵作用。然而它就是往往被低估的。現(xiàn)在我從這個(gè)行業(yè)的起初講解下致密劑的作用。90年代的時(shí)候，許多混凝土地?使用了拋光工藝，但是少了致密劑的步驟。隨時(shí)間的推移，這些地面開始了快速的失效并且褪光（沒有對(duì)致密劑技術(shù)研發(fā)透徹也會(huì)導(dǎo)致褪光）。至此，大家都開始承認(rèn)了致密劑的重要性。認(rèn)同致密劑是拋光混凝土施工當(dāng)中最關(guān)鍵的步驟之一。然而，從化學(xué)角度來看，我的經(jīng)驗(yàn)表明大部分的承建商還是不懂得為什么需要采用致密劑。 

膠體二氧化硅技術(shù)在9年前被引進(jìn)拋光混凝土行業(yè)，這個(gè)時(shí)間在這個(gè)新興行業(yè)已經(jīng)算是比較悠久的了。從這個(gè)技術(shù)被引進(jìn)之初，它就被證明了是拋光混凝土承建商的可靠工具。也是對(duì)于那些有需求做致密混凝土的其他施工方的可靠工具。但是市場上還是廣泛的存在著對(duì)該技術(shù)的困惑。這種困惑有時(shí)容易造成錯(cuò)誤的理解。這篇文章將澄清致密劑所有的功能，技術(shù)和作用。 

澄清所有困惑最簡單的辦法是首先弄清楚這個(gè)行業(yè)里面的一些重要詞匯，以及這些詞匯的定義。 從重量角度分析，二氧化硅（英文有兩個(gè)叫法，一個(gè)是Silica，另一個(gè)是Silicon Dioxide）是由47%硅以及53%氧組成的。石英砂晶體也是二氧化硅.有的沙粒也是由二氧化硅形成的。 二氧化硅是波特蘭水泥兩個(gè)主要成分當(dāng)中的一個(gè)。硅質(zhì)泥與石灰（碳酸鈣)是在?溫下攪拌成了水泥粉。其中的碳被燒掉，保留下來的只有兩個(gè)成分；鈣和硅。

水泥粉中加入水后，其反應(yīng)后將產(chǎn)生硅酸鈣水合物(英文簡稱為CSH)。作為副產(chǎn)品, 其反應(yīng)也將產(chǎn)生熟石灰(氫氧化鈣, 也稱作石灰, 熟石灰, 但不要誤會(huì)是游離氧化鈣)。熟石灰可以占到水泥漿比重的25%，但其不提高混凝土的任何強(qiáng)度。膠體二氧化硅是由液體和二氧化硅顆粒所組成的混合物。其形態(tài)是膠體, 是非溶解的。在溶液中, 溶劑(如水）將 “活性成分” 分解成個(gè)體分子。膠體具有較大的顆粒（固體）其在液體里面保持懸浮狀，以液體帶動(dòng)的但不在液體中溶解。舉個(gè)例子：牛奶是一種膠狀液體。 膠體二氧化硅致密劑里面的二氧化硅顆粒是納米大小的。普通使用性的膠體二氧化硅致密劑顆粒的大小為 5到8 納米。大概是每英寸的2到4百萬分之十那么大. 專門為較軟的混凝土而設(shè)計(jì)的膠體二氧化硅致密劑的顆粒的直徑大小為40到45納米。粒子的大小在制造過程中是可以控制的。

膠體二氧化硅不單單是水和二氧化硅所組成的。膠體二氧化硅致密劑的高科技工業(yè)制造過程是先從硅酸鈉中剝離鈉基(以及相當(dāng)一部分污染物）然后在一個(gè)低表?張力液體里將純凈的二氧化硅懸浮起來。因此，普通硅酸鹽致密劑的成品是膠體二氧化硅致密劑的原材料。

膠體二氧化硅的本質(zhì)總體來說是一種液體材料。其稱呼不應(yīng)該與硅粉, 一個(gè)干燥粉狀的混凝土添加劑材料混淆。硅粉的粒子大小為150 納米（大概百萬分之六每英寸)。 

致密劑如何致密混凝土表面？

所有的致密劑都能與混凝土里面沒有實(shí)際作用的氫氧化鈣起反應(yīng)。其反應(yīng)將產(chǎn)生有效的硅酸鈣水合物。由于氫氧化鈣混合在了養(yǎng)護(hù)好的水泥漿里面，所以其反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生額外的水泥漿。該水泥漿形成在了既有水泥漿里面的毛細(xì)孔中。該水泥漿因此變得越來越密實(shí)，從而使它更堅(jiān)硬。 

有的致密劑公司自稱致密劑會(huì)產(chǎn)生新的CSH（硅酸鈣水合物）晶體。這種說法是不正確的。水泥漿本身不是晶體形態(tài)的。晶體的定義是許多分子在一個(gè)固定又重復(fù)的形態(tài)疊在了一起。相比之下，硅酸鈣水合物在技術(shù)層面上是一種凝膠類的物質(zhì)。其分子是擠在一起并且很堅(jiān)硬（不像牙膏那樣的黏糊狀），但是其不形成一個(gè)固定的重復(fù)的形態(tài)。致密劑所產(chǎn)生的硅酸鈣水合物是從功能效用上來說等同于本來的水泥漿。

行業(yè)里最廣泛應(yīng)用的致密劑是：膠體二氧化硅（力西克），硅酸鈉（安斯福），硅酸鉀（威斯康）， 以及硅酸鋰（優(yōu)可力）。還有較舊的一種叫做氟硅酸鎂，現(xiàn)在很少用了。

不一樣的二氧化硅

所有混凝土致密劑的目的都是一樣的，即向水泥漿的微小毛細(xì)孔系統(tǒng)里面輸送活性的二氧化硅。而且它們?nèi)慷际且砸簯B(tài)形狀輸運(yùn)送該二氧化硅。行業(yè)中各種致密劑的區(qū)別就在于二氧化硅的形狀，以及該二氧化硅是通過何種設(shè)計(jì)來保存在致密劑液體中的。

膠體二氧化硅（硅膠）實(shí)際上向混凝土毛細(xì)孔輸送的是純粹的二氧化硅，其形態(tài)為納米微粒，尺寸大小夠能夠滲透混凝土毛細(xì)孔。該液體具有很低的表面張力從而能運(yùn)送顆粒到表面以下。純粹的二氧化硅顆粒比硅酸鹽，具有更高的活性。因此，硅膠的反應(yīng)更加有效。

在毛細(xì)孔里面，膠體二氧化硅產(chǎn)生新的CSH（硅酸鈣水合物）。這個(gè)新的硅酸鈣水合物與混凝土里原有的硅酸鈣水合物粘結(jié)在一起。膠體二氧化硅同時(shí)也能與其他二氧化硅直接粘合，甚至與其自身起反應(yīng)。在采用膠體二氧化硅致密劑進(jìn)行施工的時(shí)候，其配方起到粘結(jié)反應(yīng)，粘合以后，膠體二氧化硅配方將已粘合好的二氧化硅作為平臺(tái)來提供額外的粘合反應(yīng)。其它硅酸鹽的致密劑沒有此項(xiàng)功能。

行業(yè)里的硅酸鹽致密劑都是由硅和很高比例的礦物鹽所組成的化合物。（例如：硅酸鈉分子重量比重為38%鈉基， 62%的二氧化硅。商業(yè)的硅酸鈉由于具有的污染物，其含有的二氧化硅比例還更低）。其它致密劑也是膠質(zhì)的，不過其粒度易變度高。例如:硅酸鈉，顆粒度區(qū)間范圍從2納米到500 納米不等。當(dāng)硅酸鹽致密劑反應(yīng)產(chǎn)生二氧化硅的時(shí)候，另一方面，也產(chǎn)生了金屬鹽（殘留物）。 這就解釋了為什么硅酸鈉和硅酸鉀的致密劑在施工后必須進(jìn)行徹底又及時(shí)的清洗，其目的是為了避免殘留的礦物鹽在混凝土表面形成很硬難于去掉的白班（難以清洗掉的殘留物表面也叫泛白；泛白只有通過鉆石磨片的研磨才能去掉）。硅酸鋰，如果過量施工，泛白的可能性更大。膠體二氧化硅是99.95%純粹的二氧化硅，因而不存在泛白這種問題。

因?yàn)槟z體二氧化硅可以以最先進(jìn)的技術(shù)起到致密反應(yīng)從而提高混凝土的硬度，所以采用膠體二氧化硅致密劑之后，可以直接進(jìn)行墊拋，從而得到其他致密劑無法達(dá)到的鉆石拋光效果。 

性能

致密（有的公司稱 ‘硬化’）沒有一個(gè)全球通用的標(biāo)準(zhǔn)。但是，耐磨度，表面的硬度都是致密劑性能的指標(biāo)。膠體二氧化硅致密劑已經(jīng)被第三方公司的實(shí)驗(yàn)室按照其他致密劑的測試標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場測試過了。其測試證明了膠體二氧化硅致密劑配方最擅長于對(duì)混凝土地表面進(jìn)行拋光和致密處理。采用膠體二氧化硅致密劑能防止起塵，并且可以增強(qiáng)耐磨度。膠體二氧化硅致密劑不光是個(gè)綠色環(huán)保產(chǎn)品，同時(shí)在施工層面上，也能為施工單位節(jié)省勞動(dòng)力。

膠體二氧化硅也可以在新澆筑的混凝土上進(jìn)行施工，其是通過添加其它特殊的添加劑而研制出的一個(gè)新產(chǎn)品——收光增效劑。該助流劑不單單延長收光的時(shí)間，而且還能簡化收光的工藝步驟，省去為了得到平整表面效果而撒水的步驟。這樣最終混凝土板塊至少能完全得到本來水灰比所預(yù)期得到的設(shè)計(jì)的硬度。其實(shí)，膠體二氧化硅用于助流劑的效果無論在加了水還是未加水的混凝土板塊上都顯示出了該板塊相當(dāng)大的性能改進(jìn)：增加表面硬度（25%－30%），減少了堿硅酸反應(yīng)（ASR）的可能性，以及未來板塊脫落和邊卷的可能性。 

該文章的作者為Steven H. Miller, CDT, 建筑師