改性水玻璃養(yǎng)護(hù)劑的配制及在機(jī)場(chǎng)道面中的應(yīng)用

1、改性水玻璃養(yǎng)護(hù)劑的配制及在機(jī)場(chǎng)道面中的應(yīng)用養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土道面的強(qiáng)度和耐久性有很大影響。新澆混凝土道面受到外界溫度、濕度和風(fēng) 力等作用，在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)濕度梯度，致使水泥水化反應(yīng)受到影響，產(chǎn)生應(yīng)力變形和開裂， 導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和耐久性指標(biāo)下降。筆者在機(jī)場(chǎng)施工中，以水玻璃為基材添加其他幾種副劑配制成的水泥混凝土養(yǎng)護(hù)劑，與混 凝土的親和性較好，噴涂在混凝土表面后，能形成膠狀硅酸鹽，填充混凝土表層的孔隙，使其 硬化，防止和減少表面微裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，提高混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性和耐磨性，對(duì)保證施 工質(zhì)量和耐久性很有效。1配制原則、主要原材料及技術(shù)性能為達(dá)到較好的養(yǎng)護(hù)效果，在水泥混凝土澆筑后，必須有效地防止其

2、內(nèi)部水分損失，為此， 養(yǎng)護(hù)劑必須具有良好的成膜性能，能夠在混凝土表面形成不透水的薄膜，防止表面水分蒸發(fā)， 還必須具有一定的滲透性，能夠與表層混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，堵塞孔隙使水分子遷移困難。此 外還要具有一定的粘度、穩(wěn)定性才能保證良好的施工性能。根據(jù)這些原則，選用水玻璃為主要 成膜材料，加人三乙醇胺、尿素、氟硅酸鈉等化工原料進(jìn)行改性，按正交實(shí)驗(yàn)確定的配方配制 成密度為1. 11. 2g/ml的養(yǎng)護(hù)劑。該養(yǎng)護(hù)劑的主要技術(shù)性能如表1所示。表1養(yǎng)護(hù)劑的主要技術(shù)性能外觀穩(wěn)定性含固量/%成膜收間 /min保水率(72h) /%對(duì)混凝土影響半透明液體不分層N201578無副作用2養(yǎng)護(hù)機(jī)理水泥的早期水化，主要是

3、鋁酸三鈣(3CaOA12O3即C，A)水化成水化鋁酸鈣，硅酸三鈣 (3CaO - SiO2即C3S)水化成水化硅酸鈣及氫氧化鈣。尿素在養(yǎng)護(hù)劑中作為分散穩(wěn)定劑，促進(jìn)硅酸鈉迅速溶于水并起穩(wěn)定作用，促進(jìn)水玻璃形成 的液膜向混凝土內(nèi)滲透，硅酸鈉能與上述水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣、水化鋁酸鈣等發(fā)生反應(yīng)。三乙醇胺作為有機(jī)表面活性劑能激化水泥中的鋁酸三鈣(C3A)、鐵鋁酸四鈣(C4AF)及砂石中 的氧化鋁與部分鈣磯石的微細(xì)晶體，填充混凝土中的小空洞，這一過程可以加速水化硅酸鈣凝 膠物(CSH)的產(chǎn)生。氟硅酸鈉加入水玻璃溶液中，起到改性水玻璃的作用，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的生成物Ca3A12F12 CaSiF6、CaSi03

4、均為堅(jiān)硬的化合物，而Si(OH)2、Si(OH)4均為膠體。其中氟鋁酸鹽、氟硅酸鹽 等氟化物的作用是把水泥中具有柔性侵蝕能力的石灰組分轉(zhuǎn)化為硬化的、不會(huì)被破壞的氟化合 物，封閉混凝土表面上水分散失的通道。當(dāng)養(yǎng)護(hù)劑噴涂在混凝土表面時(shí)，一方面在混凝土表面形成不透水的薄膜，防止水分蒸發(fā)， 另一方面，在表層的一定滲透層范圍內(nèi)發(fā)生上述的化學(xué)反應(yīng)，并形成一層堅(jiān)實(shí)的薄膜，堵塞混 凝土中的毛細(xì)孔，阻止水泥中自由水過早過多地蒸發(fā)，使水泥可依靠自身的拌和水充分水化， 達(dá)到自養(yǎng)的目的。3養(yǎng)護(hù)劑技術(shù)性能實(shí)驗(yàn)3. 1養(yǎng)護(hù)劑薄膜厚度與密封性觀察檢驗(yàn)在玻璃板上噴灑標(biāo)準(zhǔn)劑量200 g/m2養(yǎng)護(hù)劑，制成風(fēng)干的薄膜。觀察成膜后養(yǎng)

5、護(hù)劑的厚度 均勻，能夠形成封閉的密水薄膜，無漏水汽的孔隙。3. 2檢驗(yàn)及工程應(yīng)用3. 2. 1原材料采用P. 042. 5水泥，堿含量不大于0. 60%。采用細(xì)度模數(shù)3. 05、含泥量1. 3%、無潛在堿一硅酸反應(yīng)危害的遼河砂。碎石為樂山碎石，粒徑為O40 mm連續(xù)級(jí)配，無潛在堿一硅酸反應(yīng)危害。外加劑采用KZ型引氣抗折增強(qiáng)外加劑。3. 2. 2混凝土配合比根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，經(jīng)過配合比計(jì)算和試配調(diào)整，最后確定混凝土的配合比為：水: 水泥：砂：碎石：KZ 型#k31=o. 40： 1： 1. 96： 4. 45： 0. 02。3. 2. 3保水有效率試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)，150 mmXl50

6、mmX 150 mm塑料試模，混凝土坍落度為40 mm。成20塊5 組試件，一組試件不噴涂養(yǎng)護(hù)劑，作為基準(zhǔn)試件；其余4組分別噴涂養(yǎng)護(hù)齊U200、250、300、 350 g / m2。將5組試件放在環(huán)境控制箱內(nèi)（試驗(yàn)溫度38C2C，相對(duì)濕度32%3%，風(fēng)速0. 5 m/s + 0. 2 m/s）72 h后，用電子天平（感量0. 1 g）稱取水分損失量。保水率試驗(yàn)結(jié)果如表2 所示，噴涂養(yǎng)護(hù)劑后，混凝土試件的有效保水率都在80%以上。表2保水率試驗(yàn)結(jié)果3. 2. 4抗壓強(qiáng)度比試驗(yàn)按上述配比拌制混凝土，用100 mm X 100 mm X 100 mm的試模成件，在養(yǎng)護(hù)室（溫度為20C 5qC）養(yǎng)護(hù)

7、1 d后脫模，放人密封塑料袋中，用密封膠帶對(duì)齊試件表面沿側(cè)面將塑料袋粘貼密 封。在成型面上分別噴涂養(yǎng)護(hù)劑200、250、300、350 g / m2，待表面干燥后將試件置于干空室（溫度為20C3C，相對(duì)濕度為60%5%）。對(duì)比試件放置在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。對(duì)比試件7 d、28 d抗壓強(qiáng)度分別為46. 42、52. 11 MPa，噴涂養(yǎng)護(hù)劑200、250、300、 350 g / m2 的試件 7d、28 d 抗壓強(qiáng)度分別為 42. 98、43. 91、44. 47、44. 56 MPa 和 48. 51、 49. 77、49. 92、50. 49 MPa，而置于干空室未噴養(yǎng)護(hù)劑的試件7 d、2

8、8 d抗壓強(qiáng)度分別為39. 46、 45. 54 MPa，由此可見，噴涂養(yǎng)護(hù)劑后，混凝土試件的7 d、28 d抗壓強(qiáng)度都在90%以上o 3. 2. 5養(yǎng)護(hù)劑的固含量試驗(yàn)養(yǎng)護(hù)劑的固含量試驗(yàn)結(jié)果表明，固含量達(dá)到23. 54%，超過20%的規(guī)定要求。3. 2. 6耐磨性試驗(yàn)用150 mmX l50 mmX l50 mm的試塊養(yǎng)護(hù)至27 d后，從干空室取出，然后進(jìn)行耐磨性試驗(yàn) （MS 一 250型混凝土磨耗實(shí)驗(yàn)機(jī)），用28 d的磨耗量表示其耐磨性能。噴涂養(yǎng)護(hù)劑200、250、300、350 g / m2的試件磨耗量分別為1. 84、1. 62、1. 59、1. 58 kg / m2，而未噴養(yǎng)護(hù)劑的試件

9、磨耗量為2. 69 kg / m2，由此可見，噴涂養(yǎng)護(hù)劑后，混凝土試件 的耐磨性能都明顯地提高了，但噴涂量大的300g / m2和350g / m2兩組試件提高的耐磨性能沒有 明顯的區(qū)別，筆者認(rèn)為可能是由于噴涂量過大時(shí)參與養(yǎng)護(hù)劑反應(yīng)的道面混凝土與滲透深度之間 變化不大所致。3. 2. 7養(yǎng)護(hù)劑的干燥時(shí)間試驗(yàn)噴涂養(yǎng)護(hù)N200 g/m2的試件，在氣溫為23C、相對(duì)濕度為45%、空氣流速為3 m/s時(shí)， 養(yǎng)護(hù)劑的干燥時(shí)間為15min。3. 2. 8強(qiáng)度檢測(cè)在混凝土表面抹平壓光、輕壓無指印時(shí)，采用噴霧器噴灑配制的養(yǎng)護(hù)劑，噴頭距混凝土表 面3050 cm左右，分兩遍噴灑，方向互相垂直，噴灑350 g / m2進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。28 d后在不同的道面板位置鉆芯取樣（HZ 20A型自動(dòng)混凝土鉆孔取芯機(jī)）進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)， 劈裂強(qiáng)度分別為：3. 55、3. 42、3. 35、3. 26、3. 40、3. 32、3. 25、3. 49 MPa，換算為 抗折強(qiáng)度為：5. 63、5. 45、5. 36、5. 23、5. 43、5. 31、5. 22、5. 55 MPa；同批澆注時(shí) 留取的試件（150mm X150mmX550mm標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)）抗折強(qiáng)度分別為：5. 85、5. 73、5. 45、 5. 26、5. 75、5. 62、5. 45、5. 63 MPa，噴灑養(yǎng)護(hù)劑的混凝土芯樣強(qiáng)度都在標(biāo)