水泥固化剂材料设计文档格式.docx

水泥固化剂材料设计文档格式.docx

《水泥固化剂材料设计文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水泥固化剂材料设计文档格式.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

固化剂通过有效渗透，与混凝土和石造物中的成分发生化学、结晶反应，使混凝土的各成分固化成一个坚固实体，并阻塞了混凝土的各大小细孔，得到一个无尘致密的整体，从而提高混凝土的耐磨性、抗压性、致密性和抗渗性。

本文内容包括水泥固化剂的发展历史，国内外发展现状及其发展趋势。

水泥固化剂的应用原理，水泥水化的过程和原理和加入固化剂的作用机理。

对固化剂进行结构改进。

水泥固化凝结后其内部结构有许多孔洞结构疏松，使用硅酸锂水泥固化剂掺入纳米二氧化硅有效的提高固化剂的固化效果。

加入纳米SiO2不仅能使结构更加致密，而且改善了水泥内凝胶结晶方向。

更加有效的让水泥凝结固化，使水泥更结实耐用，将是一种高效的水泥固化剂。

摘要I

第1章绪论

1.2.1水泥固化剂国内外发展历史现状.......................................................2

1.2.2水泥固化剂发展趋势..........................................................................3

2.1.1水泥成分................................................................................................4

2.1.2水泥水化过程........................................................................................4

2.2水泥固化剂作用原理

2.2.1水泥固化剂组成....................................................................................7

2.2.2水泥固化剂固化原理............................................................................8

3.2掺纳米SiO2硅酸锂水泥固化剂..................................................................11

千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。

在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。

打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行

第1章绪论

1.1目标材料介绍

水泥固化剂（水泥硬化剂）是一种水泥密封、防尘、耐磨硬化剂，无色、无臭、无毒、不燃。

通过有效渗透（5-10㎜），与水泥中的化学成分发生深刻化学反应，在三维空间形成一个网络结构，使水泥中的各种成分固化成一个坚固实体，从而得到一个无尘、致密的整体，永久避免了水泥灰尘从表面空隙中析出。

有效提高了强度、密度和耐磨性。

经过机械收光后的水泥地面使用本产品2至4个月后会出现打蜡的光泽，硬度随时间的增长而增加，是原先地坪的2-3倍。

增强混凝土地面的表面硬度和耐磨性能；

提高混凝土地面的抗压强度；

紧缩混凝土毛细孔，有效抑制外界污染物进入混凝土；

能抵抗化学物质的侵蚀；

高强耐磨；

和混凝土中的物质发生反应在其毛孔中形成一种胶体；

密封混凝土，增强其密度；

有较高的的抗渗性和抵御油脂的性能；

处理后的地面会出现大理石般的光泽，使用越久光洁度越好。

适合用于处理解决混泥土地面、水泥地面、耐磨地坪起砂中，旧地坪翻新地面和旧墙面翻新，以及所有以混凝土或水泥砂浆为基层的场所地面施工运用。

使用水泥固化剂的水泥有很多特点如：

1、坚硬：

经水泥地面固化剂处理后的地面，莫氏硬度将达到9，莫氏硬度提高45.3%；

2、耐磨：

经水泥地面硬化剂能够将混凝土中的各种成分固化成一个坚硬的实体，增加硬度和密实度，经使用“德立固硬化剂”的地面熟化后，耐磨度将提高到8倍以上;

3、防尘：

水泥地面硬化剂与混凝土中的氧化钙发生化学反应，在混凝土表面形成一个无尘、致密的整体，永久控制了混凝土灰尘从表面空隙中析出。

4、防滑：

一般的混凝土地面，盐碱成份会从表面析出，导致打滑。

但“德立固硬化剂”地面则不同，它在混凝土表面形成一个坚固、致密的整体，盐碱成份不会从表面析出。

5、抗压：

抗压强度经处理试样比未处理试样增强27.3%，抗折强度提高3倍以上。

6、抗渗：

能有效渗入到混凝土内，并与其发生化学反应，锁住里面的毛孔，对混凝土表面起到永久的密封效果，能有效抑制水、油和其它的表面污物进入混凝土内;

　　7、抗风化：

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.测试表明经处理过的地面，不会因暴露在电磁或水雾中受到影响;

8、耐腐蚀：

经处理后的地面，将大大提高了混凝土的耐腐蚀性能。

　　9、光亮：

经水泥地面硬化剂处理后的混凝土地坪会出现大理石般光泽，使用越久光泽度越好。

10、环保：

水泥地面硬化剂是一种混凝土密封、防尘、耐磨硬化剂，无色、无臭、无毒、不燃，能使混凝土坚固和防尘;

能阻止水份、油污渗透、碱化、风化等。

1.2水泥固化剂国内外研究历史现状及发展趋势

1.2.1水泥固化剂国内外发展历史现状

世界上固化剂的研究与开发已有些历史了，品种已达300种以上，固化剂种类繁多，主要可分为碱性固化剂和酸性固化剂两大类。

碱固化剂有:

各种胺类、咪哇类、低分子聚酞胺类和改性胺类。

一酸性固化剂有:

有机酸配和三氟化硼农合物等。

国内早期专门从事研究固化剂的单位有天津市合成材料工业研究所，生产单位有上海树脂厂、天津延安化工厂、天津津东化工厂。

七十年代以后，研究开发单位有四川晨光化工研究院、`四川西南化工研究院和上海东化工学院等。

生产单位有常州石油化工厂、苏州造漆厂、上海开林造漆厂、上海染化八厂、浙江清明化工厂，南通电子材料厂等。

八十年代，乡镇企业也积极引进了固化剂的生产技术，进行生产固化剂，如江阴顾山电器化工材料厂。

吴县东堵化工厂等。

总的趋势是研究、生产单位日益增多。

水泥固化剂又名混凝土密封固化剂是一种无色透明施工便捷、无毒、（不含VOC）、不燃渗透力强、可永久密封混凝土的液体材料。

二战后由一名德国科学家在美国加利福尼亚州发明，经过几十年的发展其配方已从钠基型逐步改进成锂基硅酸盐原料配以独特的催化剂高温乳化而成是高渗透低碱性的锂基混凝土固化剂，避免了ASR的碱硅反应所产生的混凝土开裂。

第一代钠基产品有限提高混凝土强度和耐磨性缺点是控制不好容易泛碱发白，这种产品的市场由最初的进口产品为主，如今的产品国内外产品平分天下，另外由于国内产品大多数为仿制品，在材料辅助剂方面无法完全照搬进口产品。

第二代钾基产品在大陆市场不是很常见，其性能比钠基产品稍微有所改进但是不明显，替换的可能性很小。

第三代锂基产品在性能上与前两代产品相比，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发丝状裂纹，他可以更大程度上提高混凝土和耐磨地面的抗压强度耐磨性，它可以避免前两代产品出现的泛碱发白的通病，在施工方面减少了清水冲洗基面的繁琐工序。

1.2.2水泥固化剂发展趋势

水泥固化剂主要作用是增强水泥的性能抵消混凝土内的缺陷，未来水泥固化剂研发应更注重环保价格低廉便捷实用时间长等方面，对于目前已有的产品还有很多可以改进的地方，另外固化剂的使用方法和条件方面也可以有不少改进以适应诸多恶劣环境等外界因素。

而且混凝土的应用过程中还需要许多其他添加剂如：

减水剂、早强剂、引气剂、缓凝剂、抗冻剂、阻锈剂、膨胀剂、速凝剂、絮凝剂、泡沫剂、着色剂、蒸养剂、流化剂、脱模剂、消化剂、堵漏剂等等。

这么多的添加剂功能各异。

使用起来着实也麻烦，所以功能复合型水泥固化剂将是研究的热点，也确实值得人们去努力研究攻破各个难关得到更加优秀的产品造福社会。

第2章水泥固化剂作用机理

2.1水泥凝结固化过程及原理

2.1.1水泥的成分组成

水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等添加料牢固地凝结在一起。

普通硅酸盐水泥熟料主要是由硅酸三钙（3CaO·

SiO2）、硅酸二钙（β-2CaO·

SiO2）、铝酸三钙（3CaO·

Al2O3）和铁铝酸四钙（4CaO·

Al2O3·

Fe2O3）四种矿物组成的，它们的相对含量大致为：

硅酸三钙37～60％，硅酸二钙15～37％，铝酸三钙7～15％，铁铝酸四钙10～18％。

这四种矿物遇水后均能起水化反应，但由于它们本身矿物结构上的差异以及相应水化产物性质的不同，各矿物的水化速率和强度，也有很大的差异。

按水化速率可排列成：

铝酸三钙＞铁铝酸四钙＞硅酸三钙＞硅酸二钙。

按最终强度可排列成：

硅酸二钙＞硅酸三钙＞铁铝酸四钙＞铝酸三钙。

而水泥的凝结时间，早期强度主要取决于铝酸三钙和硅酸三钙。

2.1.2水泥的水化

对于水泥的水化，形成了两种不相容的水化机理，一种是所谓溶解机理，即水泥中的化合物能够溶解在水中，并在溶液中产生离子，然后再与水化合生成水化物。

第二种机理为”局部化学”机理或称为”固相反应”机理，认为水泥化合物不必进人溶液，而是直接与水反应形成水化产物。

后人的研究证明，水泥的水化过程中既有溶解机理，又有固相反应机理，在水泥水化的早期，溶解机理占主导地位，而水化后期特别是扩散作用更难进行时，主要是固相反应机理起作用。

[1]现代分析仪器的应用，使人们对水泥水化过程的认识有了更进一步的发展。

目前，人们对于水化的主要特征已经有了比较一致的认识，但是对细节的解释还有很大的差别。

三个阶段，比较形象地描述了硅酸盐水泥水化浆体结构形成的过程。

第一阶段从水泥拌水到初凝为止，硅酸三钙与水迅速反应生成Ca（OH）2饱和溶液，析出Ca（OH）2晶体，与此同时石膏也进人溶液与铝酸三钙反应生成细小的钙矾石晶体，这一阶段水泥浆体呈塑性状态。

第二阶段大约从初凝开始至24h为止，这个阶段水泥水化开始加速，生成较多的Ca（OH）2和钙矾石晶体，同时水泥颗粒上长出纤维状的C-S-H凝胶。

水化产物的大量形成将各颗粒初步连接成网状，随着网状结构的不断增强，强度相应增长，剩余的非结合水被分割成各种尺寸的水滴，填充在浆体孔隙之中。

第三阶段是指水化24h后直到水化结束的时间，这一阶段相对较长，随着水化的进行，水化产物数量不断增加，浆体结构更趋致密，强度进一步提高。

水泥的凝结和硬化，是一个复杂的物理—化学过程，其根本原因在于构成水泥熟料的矿物成分本身的特性。

水泥熟料矿物遇水后会发生水解或水化反应而变成水化物，由这些水化物按照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构，导致产生强度。

[2]

硅酸盐水泥拌合水后，四种主要熟料矿物与水反应。

分述如下：

①硅酸三钙水化

硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙（C-S-H凝胶）和氢氧化钙。

3CaO·

SiO2+nH2O=xCaO·

SiO2·

yH2O+（3-x）Ca（OH）2

②硅酸二钙的水化

β-C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而已。

2CaO·

yH2O+（2-x）Ca（OH）2

所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成的都无大区别，故也称为C-S-H凝胶。

但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。

③铝酸三钙的水化

铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水