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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(fā)展歷史以及JC/T2158-2012《滲透型液體硬化劑》建材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)概況,分析了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用幾年來出現(xiàn)的問題,并提出了修訂該產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的建議。
關(guān)鍵詞:滲透型液體硬化劑;應(yīng)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(yīng)用于軍工,第二次世界大戰(zhàn)后逐漸轉(zhuǎn)為民用。1949 年美國CurecreteChemical Company,Inc 生產(chǎn)的滲透型液體硬化劑產(chǎn)品Ashford FormulaTM 應(yīng)用于凱迪拉克汽修廠舊地翻新項(xiàng)目,是其在民用建筑的第一個(gè)標(biāo)志性項(xiàng)目,至今已使用60 多年。
滲透型液體硬化劑在上個(gè)世紀(jì)九十年代進(jìn)入中國,成功應(yīng)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(xiàng)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(bǔ)維護(hù),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(dá)到維護(hù)保養(yǎng)的功效,能延長混凝土使用壽命達(dá)10 年以上,有效降低了翻新率以及重新施工的高額費(fèi)用,每年可節(jié)省施工費(fèi)用80 億元。
因此,滲透型液體硬化劑在地坪應(yīng)用中一度扮演神奇的角色,各大生產(chǎn)商紛紛引進(jìn)產(chǎn)品或研發(fā)國產(chǎn),市場一片紅紅火火的局面,假貨漫天飛,隨意夸大產(chǎn)品作用的廣告比比皆是。為了規(guī)范行業(yè)市場,工信部于2012 年發(fā)布了JC/T2158-2012《滲透型液體硬化劑》建材行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的出臺對于當(dāng)時(shí)的市場亂象具有一定的遏制作用,但隨著人們認(rèn)識的提高以及該類產(chǎn)品在市場的廣泛應(yīng)用,該標(biāo)準(zhǔn)的一些短板慢慢顯現(xiàn)出來。比如未對鋰基硬化劑進(jìn)行定性導(dǎo)致其他不明成分的假冒產(chǎn)品混入市場,標(biāo)準(zhǔn)中樣品的制備與實(shí)際施工差別太大,性能表征出現(xiàn)與實(shí)際明顯不符的現(xiàn)象。本文著力從近三年來標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用現(xiàn)狀來分析未來標(biāo)準(zhǔn)修訂的方向。
1 滲透型液體硬化劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)簡況
根據(jù)工業(yè)和信息化部工信廳科[2010]74 號文件《2010年第一批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定修訂計(jì)劃》,建材行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《滲透型液體硬化劑》(項(xiàng)目號2010-0629T-JC),由中國建筑材料聯(lián)合會地坪材料分會和中國建筑材料檢驗(yàn)認(rèn)證中心(現(xiàn)中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司)聯(lián)合主編。標(biāo)準(zhǔn)編制經(jīng)過驗(yàn)證試驗(yàn)階段、征求意見稿形成階段、送審稿形成及審核階段、報(bào)批階段,最終于2012 年12 月28日發(fā)布,標(biāo)準(zhǔn)號為:JC/T2158-2012。
以下簡單介紹JC/T2158《滲透型液體硬化劑》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。
1.1 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)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(xiàng)目及要求見表1。
1.2 標(biāo)準(zhǔn)主要試驗(yàn)方法簡述
1.2.1 基準(zhǔn)試件制備:
基準(zhǔn)砂漿的配合比為基準(zhǔn)水泥:ISO 標(biāo)準(zhǔn)砂: 水=1:3:0.5(質(zhì)量比),基準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下養(yǎng)護(hù)28d。
28d 后將養(yǎng)護(hù)好的基準(zhǔn)砂漿垂直于成型面進(jìn)行切割,試件表面應(yīng)平整,試驗(yàn)時(shí)使用切割面,切割后的試件在72h 內(nèi)進(jìn)行試件制備?;鶞?zhǔn)砂漿見圖1。尺寸為(140×140×25)mm3 未浸泡過液體硬化劑的試件作為基準(zhǔn)試件。將切好的尺寸為(140×140×25)mm3 基準(zhǔn)試件浸泡在液體硬化劑中24h,取出后在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下養(yǎng)護(hù)7d 作為受檢試件。
1.2.2 主要試驗(yàn)方法
1)外觀:目測
2)固含量:按GB/T16777-2008 中第5 章的規(guī)定進(jìn)行。稱取約2g 試樣,試驗(yàn)溫度為(105±2)℃
3)pH 值:按GB/T8077-2000 中第7 章的規(guī)定進(jìn)行。
4)24h 表面吸水量
按JC/T902-2002 中5.7.1 測3 塊受檢試件,結(jié)果取中值。
5)耐磨度比
按JC/T906-2002 中7.6.3 的規(guī)定分別測定5 塊基準(zhǔn)試件和5 塊受檢試件的耐磨度,結(jié)果計(jì)算按JC/T906-2002 中7.6.4 的規(guī)定進(jìn)行。
6)VOC 揮發(fā)性有機(jī)化合物
按GB18582 的規(guī)定進(jìn)行測定。
2 液體硬化劑產(chǎn)品現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用出現(xiàn)的問題
JC/T2158-2012《滲透型液體硬化劑》建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布,對于當(dāng)時(shí)地坪行業(yè)來講是一份非常及時(shí)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),解決了當(dāng)時(shí)該類產(chǎn)品無標(biāo)可依的現(xiàn)狀,同時(shí)對于此類材料在地坪行業(yè)應(yīng)用起到非常積極的作用。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的增長以及科研人員對該類材料認(rèn)識的提高,現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)內(nèi)容問題逐步顯現(xiàn),以下將三年來標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用出現(xiàn)的問題進(jìn)行闡述。
2.1 缺少對該類產(chǎn)品定義的描述
滲透型液體硬化劑雖然已經(jīng)有六十多年的應(yīng)用歷史,但是其所在行業(yè)太小太窄,國外很少介紹此類材料的科研情況,我國相關(guān)學(xué)者也未關(guān)注到此類材料的發(fā)展。材料引進(jìn)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(jī)理一直無相關(guān)科研機(jī)構(gòu)研究。在未弄清楚產(chǎn)品的實(shí)際作用機(jī)理的情況下,2012 年發(fā)布的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)并未對該類產(chǎn)品的定義進(jìn)行描述。近年來北京工業(yè)大學(xué)王子明教授對滲透型液體硬化劑進(jìn)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(jī)理進(jìn)做了科學(xué)闡述[1]。明晰了產(chǎn)品作用機(jī)理才能對產(chǎn)品進(jìn)行準(zhǔn)確分類,才能提出相應(yīng)的技術(shù)要求。
2.2 試驗(yàn)試件制備存在問題
在本文1.2.1 中詳細(xì)介紹了滲透型液體硬化劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于基準(zhǔn)砂漿試件制備的內(nèi)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(xiàn)其作用,因此基準(zhǔn)砂漿或者混凝土的品質(zhì)直接影響材料的應(yīng)用效果。現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中基準(zhǔn)砂漿試件所用基準(zhǔn)水泥屬于P.O52.5 級,膠砂比為1:3,水灰比1:0.5,分析認(rèn)為水泥強(qiáng)度過高、膠砂比過高、加水量過低使得基準(zhǔn)試件自身強(qiáng)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(yàn)試件制備時(shí)需要浸泡在滲透型液體硬化劑內(nèi)24h,然后取出后在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下養(yǎng)護(hù)7d 進(jìn)行各項(xiàng)應(yīng)用性能測試。試驗(yàn)試件制備浸泡過程和實(shí)際應(yīng)用差別較大,在實(shí)際施工時(shí),施工過程為多次噴灑-養(yǎng)護(hù)- 拋光,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)未很好的和實(shí)際施工相對應(yīng)。另外,根據(jù)研究表明浸泡時(shí)間太長,氟硅酸鹽液體硬化劑會導(dǎo)致水泥基材料酸性破壞,反而降低了耐磨度[1]。
2.3 規(guī)定產(chǎn)品僅為堿性不科學(xué)
從表1 我們可知2012 版產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求pH 值≥ 11,也就是規(guī)定產(chǎn)品必須為堿性材料才能使用。出現(xiàn)這種規(guī)定也是在當(dāng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)對產(chǎn)品種類以及作用機(jī)理不明的結(jié)果,王子明教授對氟硅酸鹽、硅酸鹽液體硬化劑作用機(jī)理研究表明酸性和堿性是兩種不同的都對混凝土表面強(qiáng)度有提高作用的材料,堿性材料雖然技術(shù)要求較高,但鈉基硬化劑存在導(dǎo)致水泥基材料出現(xiàn)堿- 集料反應(yīng)破壞[1] 的現(xiàn)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(yàn)方法(滾珠軸承法)》中對材料耐磨性的表述,該標(biāo)準(zhǔn)源自于澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)MA20《混凝土異型路面磚》附錄D,通過一組數(shù)值的計(jì)算來獲得耐磨度。無論是對于生產(chǎn)商還是用戶,耐磨度數(shù)值太專業(yè),無法直觀感受。另外,由于我國建材行業(yè)試驗(yàn)設(shè)備較為落后,滾珠軸承耐磨儀自上世紀(jì)九十年代至今未升級,設(shè)備簡陋、精度低、準(zhǔn)確度差,在實(shí)際試驗(yàn)操作過程中帶來較大的不確定因素,嚴(yán)重影響了材料耐磨性的評價(jià)。
3 硬化劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)修訂的建議
已在執(zhí)行的JC/T2158-2012《滲透型液體硬化劑》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)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(shí)際應(yīng)用性能缺少問題。結(jié)合國內(nèi)外使用現(xiàn)狀,對未來標(biāo)準(zhǔn)修訂提出以下建議:
3.1 將硬化劑準(zhǔn)確分類
隨著我國科學(xué)研究的進(jìn)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(jī)理已經(jīng)理清,通過作用機(jī)理可以明確分為兩類,并可依據(jù)主要成分給出兩類產(chǎn)品的準(zhǔn)確定義。在物理性能要求中可實(shí)際報(bào)出pH 值有利于用戶選擇。
3.2 試驗(yàn)基材制備進(jìn)行改進(jìn)
降低試驗(yàn)基材所用水泥標(biāo)號、降低灰砂比、提高加水量,制備品質(zhì)較差的試驗(yàn)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(xiàn)有浸泡制度,結(jié)合實(shí)際施工反復(fù)噴灑- 養(yǎng)護(hù)- 拋光,將有利于應(yīng)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(yīng)用又導(dǎo)致水泥基材料堿- 集料破壞,而Li- 對已發(fā)生堿- 集料反應(yīng)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(dǎo)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(jìn)。鋰基硅酸鹽硬化劑價(jià)格昂貴,定性后也有利于區(qū)分產(chǎn)品的品質(zhì)。
3.4 耐磨性試驗(yàn)方法應(yīng)更客觀、科學(xué)
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(shè)備磨耗試件前后質(zhì)量差或者體積差是最有效、最直觀的方式。研究國內(nèi)外地坪耐磨性試驗(yàn)方法,筆者認(rèn)為依據(jù)EN13892-4 地面砂漿及找平層測試方法耐磨性的測定(BCA 法)時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,方法更為科學(xué),儀器設(shè)備穩(wěn)定性更好。
3.5 表面硬度性能應(yīng)增加
現(xiàn)行液體硬化劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中并未對應(yīng)用后試件表面硬度進(jìn)行表征,導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)。1812 年由德國礦物學(xué)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(gè)定性值,而非定量值。在礦物學(xué)上,莫氏硬度應(yīng)用方便,野外作業(yè)尋找礦物時(shí)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(yīng)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(biāo)應(yīng)增加
實(shí)際應(yīng)用時(shí),防滑是一個(gè)重要指標(biāo),應(yīng)該在產(chǎn)品物理性能中增加,改進(jìn)了試驗(yàn)試件的制備過程,對試件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化拋光,有利于測試液體硬化劑應(yīng)用后防滑性能的測試。
4 結(jié) 語
綜上所述,結(jié)合近幾年滲透型液體硬化劑應(yīng)用現(xiàn)狀以及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用出現(xiàn)的問題,建議JC/T2158-2012《滲透型液體硬化劑》建材行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)盡快修訂,提高滲透型液體硬化劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的適用性、科學(xué)性和有效性,將在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上會更好的提升我國滲透型液體硬化劑應(yīng)用技術(shù)水平,對于地坪行業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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