硬化剂(金刚砂)知识

sunny

摘要：本文将针对当前建筑工程市场上，日渐成熟的金刚砂耐磨地坪，及其相应的材料生产技术、工程施工技术、和工程配套，说明该新型建材产品的相关知识。
一. 术语
1.1. 地面硬化剂：即‘混凝土地面用水泥基耐磨材料’，是由硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、耐磨骨料为基料，加入适量添加剂组成的干混材料。产品有绿色、灰色、红色、黄色、兰色、水泥原色等品种。
1.2. 耐磨骨料：地面硬化剂组份中粒状材料，具有耐磨、填充、骨架作用。以非金属骨料和金属骨料为主。
1.2.1. 非金属骨料：天然石英矿石经机械破碎、分筛制成，或天然沉积石英砂，经水洗、烘干、分筛制成的高纯度石英砂，因不含或含有少量金属成份而得名。广东、广西、江西等地均有富矿。
1.2.2. 金属骨料：金属冶炼过程中合成的耐磨合金或副产物，经机械破碎、分筛制成的粒料，因其具有较高硬度和耐磨性。金属骨料品种很多，常用的有：锰铁合金、棕刚玉、硅铁合金等。
1.3. 添加剂：地面硬化剂的重要组分，是几种材料的统称，具有增加强度、改善材料施工性能、改善外观效果等优点。合理的添加剂复配，是硬化剂强度提升的保证。
1.4. 金刚砂耐磨地坪：地面硬化剂干撒在初凝混凝土表面，经反复磨搓、抹平、抛光后，形成的加硬耐磨地面，因表面具有金刚石一样的硬度和耐磨特性，统称‘金刚砂耐磨地坪’。有时特指金属骨料金刚砂地坪。
1.5. 基面：金刚砂地坪施工前段工序的统称，包括混凝土地面结构层和找平垫层。混凝土基面浇注、找平、震实、压浆完成后，初凝前开始金刚砂地坪施工。基面要求：C20以上。
1.6. 养护和养护剂：金刚砂耐磨地坪的保湿或加硬保护层，同混凝土地面养护原理、施工方法相似。
针对不同工程需求，须选用不同的养护剂和养护方法。
二. 材料生产技术
硬化剂材料生产借鉴了高强混凝土配制技术，根据工程施工特点，采用干粉预拌配料、硅酸盐材料低湿水化胶凝、结构修补、面层封闭等先进技术，材料配制过程中，充分考虑多方面因素。
三. 执行标准
建材推荐标准  JC/T 906-2002 《混凝土地面用水泥基耐磨材料》。
性能指标如下：
检测项目（单位） 非金属骨料 金属骨料
28天抗折强度    MPa ≥11.5 ≥13.5
28天抗压强度    MPa ≥80.0 ≥90.0
耐磨度比  （%） ≥300 ≥350
表面强度（压痕直径   mm） ≤3.3 ≤3.1
流动度     （mm） 120±5 120±5
四. 工程施工技术
4.1. 垫层混凝土设计和施工（属于建筑设计内容，略。）
4.2. 金钢砂地坪施工
4.2.1. 混凝土磨平、提浆
待垫层混凝土稍收水后，具有初凝强度时，启动抹平机（带提浆盘）慢速磨搓、压浆。然后，用尺杆刮平，使混凝土浆面基本平整、均匀。
控制要领：在混凝土具有初凝强度（此时初凝强度包括混凝土凝结强度和失水干硬强度）前提浆。磨搓要求均匀，不得漏搓，根据混凝土表面干湿度适度调整磨搓时间。
4.2.2. 第一次撒料
撒播计划用量的三分之二，注意模边和切缝处增加材料用量，边角加强。要求撒料均匀。
硬化剂在混凝土表面吸水变暗后，启动抹平机磨搓压浆，然后刮平调整。（工艺方法同4.2.1）。
4.2.3. 第二次撒料
紧随上一工序，撒播剩余材料。本工序要求撒播硬化剂的方向与第一次撒播方向垂直。根据第一次撒料的厚薄程度，适量调整撒料量，最终达到硬化剂层厚度均匀。
硬化剂吸水变暗后，启动抹平机，磨搓、压浆。
纵、横磨搓不低于各一遍，最终达到厚度均匀、色泽均匀，表面平整。
注意：本工序做工质量的好坏，将影响到金钢砂耐磨地坪的最终强度和地坪整体装饰效果。
4.2.4. 抹平
上一工序完成约2小时，此时垫层混凝土水化胶凝，具有足够强度，硬化剂层基本熟化。
启动抹平机中速压抹（刀片调整为小角度），纵横方向反复抹平。抹平机行车线路视地面干湿度适度调整，一般采用反复包抄式。
4.2.5. 边角手工抹平收光
与4.2.4工序穿插进行，使用抹刀人工压抹。
4.2.6. 抛光
4.2.4抹平工序完成后2~~3小时，此时混凝土垫层终凝，硬化剂层强度明显上升，行人赤脚行走无明显痕迹，启动抹平机，高速抛光。
经验丰富的施工人员，抛光工序完成后，金钢砂地坪具有明显的镜面效果，色泽均匀，穿软底鞋行走表面无痕迹。
一般情况下，金钢砂地坪表面层检测强度可以达到C80~C100混凝土强度。
4.3. 养护
金钢砂地坪施工完成后，应在24小时内完成养护工序。一般情况下，抛光工序后，4~~5小时开始养护，采用喷洒、涂抹养护剂或覆PVC膜保湿等方法。忽视养护，往往造成工程中事倍工功半的后果。
不同的工程需求，选择不同养护剂和养护方法。按目前市场供应的养护剂品种，通常划分为：加硬型、阻碱型和普通保湿型，性能和成本差距较大。
4.3.1. 加硬型：
此类材料多以可溶性硅酸盐低聚物水溶液，加入适量的成膜材料配制而成，成本较高。主要成分SiO32-，具有高活性和反应性，能够渗透进入混凝土内部，发生化学反应。既能弥补混凝土结构中的微观缺陷，又能反应消耗多余的Ca2+离子。使混凝土强度增加比较明显。保湿、保色性能也较好。
市售材料如：STB混凝土密封（液体）固化剂。
施工方法为：喷洒成膜，滚涂成膜等。
4.3.2. 阻碱型：
此类材料多以高分子材料为主，有油性和水乳性材料两类。
施工方法：涂抹或喷洒在混凝土表面，形成保湿养护膜，成本较低。应用原理为：阻止水分过度散失，减少Ca2+向表面迁移。此类材料对金钢砂地坪的强度增长贡献不大。
4.3.3. 普通养护：
这是常用的混凝土养护方法，铺散锯木及洒水、围水、覆盖PVC薄膜等。此养护方法无法避免因Ca2+迁移造成的表面泛碱现象。
五. 行业的发展历史
金刚砂耐磨地坪是新型建材的一个分支产品，随着混凝土在工程中应用的普及，以及功能型外加剂的不断丰富和完善的过程中形成的，伴随着用户需求的不断提升，而逐步完善。
70年代中后期，我国科研人员首次提出，并编制了《混凝土地面施工规范》。
80年代初，随着改革开放政策的实施，国外几家建筑材料生产商相继登陆国内建材市场。
2000年以后，国内出现多家地坪专业公司，成为金刚砂耐磨地坪行业的新生军，推动了工程应用的普及化，使其在几年间得到推广。据不完全统计， 2003年全国市场实际完成约1700万平方米，2004年约2200万平方米，2005年市场需求达到2800~3000万平方米。金刚砂耐磨地坪保持着每年30%的增幅。