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水玻璃耐酸混凝土施工技术

发表时间: 2019-09-22 16:27:08

作 者: 罗旺昌 胡蓉晖

来源: 维普网

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水玻璃耐酸混凝土具有较强的耐酸性、较好的整体性、施工修补方便、原料易取、成本低、抗冲击性能好等优点,现已在化工企业得到广泛应用。本文主要就水玻璃耐酸混凝土的施工特点、原料选择、配合比设计、施工工艺、质量控制、注意事项展开讨论。

本文摘选自唯普网 作者:罗旺昌 胡蓉晖


摘要:水玻璃耐酸混凝土具有较强的耐酸性、较好的整体性、施工修补方便、原料易取、成本低、抗冲击性能好等优点,现已在化工企业得到广泛应用。本文主要就水玻璃耐酸混凝土的施工特点、原料选择、配合比设计、施工工艺、质量控制、注意事项展开讨论。

关键词:水玻璃耐酸混凝土,防腐蚀低成本,改性水玻璃

1.施工特点

因为水玻璃类材料具有较强的耐酸性能,能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用。水玻璃类材料宜在15~30℃的干燥环境中施工和养护。首先,在水泥垫层上做隔离层,因为水玻璃类材料不耐碱,而水泥石中存有引起腐蚀的氢氧化钙成分,故需做隔离层水玻璃耐酸砼的硬化在低温下是十分缓慢的。当温度较高时,它的硬化过程就会加快,这是由于氟硅酸钠的溶解度随温度的升高而加大,因而导致水玻璃耐酸砼的凝结速度加快、强度增高。施工后第二天,水玻璃浮在骨料上面,水玻璃耐酸砼的硬化是水玻璃与氟硅酸钠发生化学反应的结果,氟硅酸钠作为促硬剂与水玻璃反应,使硅酸凝胶加速析出,生成氢氧化硅,沉积在耐酸粉料和粗细骨料表面,形成一层硅胶薄膜,硅胶脱水后变成氧化硅,使耐酸砼强度进一步提高。

在常温下一般过三天,砼就能硬化,如出现大部分硬化而局部尚没有硬化的情况就需要处理,否则强度会受到影响造成局部小面积没有同步结硬的原因,主要是人工搅拌不均匀,局部氟硅酸钠掺量少于水玻璃,致使硬化速度缓慢。因为水玻璃是一种能溶于水的硅酸盐,液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳,形成无定形硅酸,并逐渐干燥硬化。这个反应过程进行的很慢。为加速硬化在水玻璃中加入氟硅酸钠作为促硬剂,促使硅酸凝胶加速析出,氟硅酸钠的实际用量为水玻璃重量10%~15%,用量太少,不仅硬化速度缓慢,而且强度降低,用量过多,又会引起凝结过快,造成施工困难,而且水玻璃耐酸砼渗透性大,强度也低。如果没结硬的局部不处理,硬化需要很长时间结硬后强度也要降低所以,一般应铲去浮层,把底层及边缘晾干,表面清理干净,再均匀薄涂一遍水玻璃胶泥。

2.原料选择

耐酸砼的主要原材料有:

2.1水玻璃水玻璃在耐酸砼中,模数为2.3~3.5,比重以1.3~1.5为宜。允许采用可溶性硅酸钠做成的水玻璃。水玻璃的比重过大或过小都会影响砼的强度、耐酸性、抗渗性和收缩性。当比重过小时,可加热脱水调整,当比重过大时,可在常温下加温水调整水玻璃模数过低,会延缓砼的硬化时间,耐酸性也差;模数过大,会使砼硬化过快,特别是气温较高时更加显著,这样会造成施工操作上的困难。模数过高时,可加入清水在常温下混合,并不断搅拌至均匀为止。

2.2氟硅酸钠耐酸常用工业氟硅酸钠作固化剂,其质量要求:纯度不应少于95%,含水率不得大于1%,细度应全部通过0.15mm的筛,不能受潮结块。

2.3掺合料(耐酸粉料)掺合料不宜单独使用石英粉。作填充料,采用辉绿岩粉和石英粉按比例混合使用,其耐酸率不应小于95%,含水率不应大于0.5%,细度要求为0.15mm筛余不应大于5%0.080mm筛余不应大于10%~30%

2.4细骨料耐酸砼用石英砂,其耐酸率不应小于94%,含水率不应小于0.5%,不得含有泥土,有机杂质含量必须符合用砂的技术要求;细骨料的颗粒级配:筛孔尺寸5mm1.2mm0.30mm0.15mm;累计筛余分别为0%~10%20%~55%70%~95%95%~100%

2.5粗骨料用石英岩、玄武岩、花岗岩等制成的碎石,耐酸率不应小于94%,浸酸安定性合格,含水率不应大于1%,并不得含有泥土;粗骨料的颗粒级配:筛孔尺寸为20mm10mm5mm;累计筛余分别为0%~5%3%~60%90%~100%

2.6改性剂改性水玻璃耐酸砼是在水玻璃耐酸砼的基础上添加了改性剂,以增加其密实性,提高抗酸渗透性能的防腐砼,又称密实水玻璃耐酸砼。改性剂的主要作用是提高密实度和抗渗透性能,是改性水玻璃耐酸的重要成分,技术要求如下:

应溶于水或在强烈搅拌下能均匀分散于水玻璃溶液中。

②不会使水玻璃凝聚、离析

③应有一定的耐蚀性或遇酸后聚合成固体采用糠酮单体作改性的外加剂,为淡黄色液体,其纯度为95%~99%,密度为1.29~1.30掺量为水

玻璃用量的1%~5%(重量比)

3配合比设计

耐酸砼配合比中的水玻璃用量须根据落度要求确定,一般为250~300kg/m3氟硅酸钠用量(按纯Na2SiF)宜为水玻璃重量的15%;掺合料的用量一般为450~550kg/m3粗细骨料和掺合料的混合物,用振动法使其密实至体积不变时的空隙率,不得超过22%

3.1水玻璃用量应符合下列要求:水玻璃耐酸砼坍落度,当机械捣实时不应大于1厘米;当人工搞实时不应大于2cm

3.2氟硅酸钠用量按下列公式计算:


式中:G氟硅酸钠用量占水玻璃用量的百分率(%)

N1水玻璃中含氧化钠的百分率(%)

N2氟硅酸钠的纯度(%)

3.3填料混合物的空隙率要求:水玻璃耐酸砼所用粉料、粗细骨料的混合物不应大于22%

4施工工艺

4.1搅拌采用强制式搅拌机搅拌,搅拌顺序为先将细骨料、粉料、氟硅酸钠、粗骨料依次加入搅拌机干搅2min,再加入水玻璃、改性剂,配制好的水玻璃材料,不许在稠时加入水玻璃,也不许在稀时加入粉料,要严格按配合比进行。

4.2浇筑

①水玻璃耐酸砼应在初凝前振捣密实;振捣时间应在5~7分钟内完成。②采用插入式振动器时,每层灌筑厚度不宜大于200mm,插点间距不应大于作用半径的1.5倍,振动器应缓慢拔出,不得留有孔洞;采用平板振动器和采用人工捣实时,每层灌筑厚度不应大于100mm;当灌筑厚度大于上述规定时,应分层连续灌筑。分层灌筑时,上一层应在下一层初凝以前完成。如超过初凝时间,应待下一层凝固后,按施工缝处理;耐酸贮槽的灌筑应一次完成,不留施工缝。

③最上一层实后,表面应在初凝前压实抹平。

④灌筑地面时,应随时控制平整度和坡度;平整度,2m长直尺检查,允许空隙不应大于4mm;坡度应符合设计要求,允许偏差为坡长的±0.2%,最大偏差值不得大于30mm;作泼水试验时应能顺利排除。

⑤水玻璃耐酸砼尽量避免留施工缝。必须留施工缝时,应留成斜槎,在继续灌筑前应将该处打毛,清理干净,薄涂一层水玻璃稀胶泥,稍干后再继续灌筑,接槎处应抹实抹平。地面施工缝应留成斜搓。

4.3酸化处理酸化处理可采用20%~40%的硫酸、15%~20%的盐酸或15%~30%的硝酸均可,处理3~4次。每隔8h以上均匀刷洒处理1,每次都将上次析出的白色结晶粉末扫去。

4.4拆模和养护施工完毕,需在干燥环境中养护,养护期间严禁与水或蒸汽、浓度极小的稀酸接触,也不能曝晒,以免急剧脱水而龟裂;要防止冲击振动。一般根据环境温度、拆模时间和养护时间按表1执行。

1改性水玻璃耐酸砼的拆模和养护时间

环境温度(℃拆模时间(d养护时间

15                    4                                20

20~25                 2                                14

25以上                1                                7

5质量控制

改性水玻璃耐酸砼质量指标为显气孔率5%,抗渗强度>15MPa,抗压强度卡20MPa,检查有无蜂窝、麻面、裂纹等缺陷。如有上述缺陷时,应将该处凿去,清理干净,薄涂一层水玻璃稀胶泥,待稍干后用水玻璃胶泥或水玻璃砂浆进行修补。


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