混凝土固化剂

胶体二氧化硅是否是固化剂当中最有效率的技术？

如果你在阅读这篇文章，你要么是自身从事做抛光混凝土行业的，要么是对其感兴趣，想要了解在进行抛光混凝土地面施工时采用哪种材料最有效率。从化学层面分析，似乎大部分做抛光混凝土的人都不太了解为什么需要在研磨和抛光的工艺之间加上固化剂。事实上，做出一个美观又耐磨的抛光混凝土地面，固化剂在其中起到了关键作用，然而它往往是被低估的。现在我从这个行业的起初来讲解一下固化剂的作用。90年代的时候，许多混凝土地面使用了抛光工艺，但是少了固化剂的步骤。随时间的推移，这些地面开始了快速地失效并且褪光（没有对固化剂技术研发透彻，也会导致褪光）。至此，大家都开始承认了固化剂的重要性。认同固化剂是抛光混凝土施工当中关键步骤之一。然而，从化学角度来看，我的经验表明大部分的承建商还不懂得为什么需要采用固化剂。

要了解固化剂的重要性，我们首先需要先了解固化剂的所有技术层面。

胶体二氧化硅技术在9年前被引进抛光混凝土行业，这个时间在这个新兴行业已经算是比较悠久了。从这个技术被引进开始就被证明了它是抛光混凝土承建商的可靠工具，也是对于那些有需求做固化混凝土的其他施工方的可靠工具。但是市场上还是广泛的有着对该技术的困惑，这种困惑有时容易造成错误的理解。这篇文章将澄清固化剂的所有功能、技术和作用。

澄清所有困惑最简单的办法是首先弄清楚这个行业里面的一些重要词汇，以及这些词汇的定义。从重量角度分析，二氧化硅（英文有两个叫法，一个是Silica，另一个是Silicon Dioxide）是由47%硅以及53%氧组成的。石英砂晶体也是二氧化硅。有的沙粒也是由二氧化硅形成的。二氧化硅是波特兰水泥两个主要成分当中的一个。硅质泥与石灰（碳酸钙）是在高温下搅拌成了水泥粉。其中的碳被烧掉，保留下来的只有两个成分：钙和硅。

水泥粉中加入水后，其反应后将产生硅酸钙水合物（英文简称为CSH）。作为副产品，其反应也将产生熟石灰（氢氧化钙，也称作石灰，熟石灰，但不要误会是游离氧化钙）。熟石灰可以占到水泥浆比重的25%，但其不提高混凝土的任何强度。胶体二氧化硅是由液体和二氧化硅颗粒所组成的混合物。其是胶体，是非溶解的。在溶液中，溶剂（如水）将“活性成分”分解成个体分子。胶体具有较大的颗粒（固体）其在液体里面保持悬浮状，以液体带动但不在液体中溶解。举个例子：牛奶是一种胶状液体。胶体二氧化硅固化剂里面的二氧化硅颗粒是纳米大小的。普通使用性的胶体二氧化硅固化剂颗粒的大小为5到8纳米。大概是每英寸的2到4百万分之十那么大。专门为较软的混凝土而设计的胶体二氧化硅固化剂的颗粒直径大小为40到45纳米。粒子的大小在制造过程中是可以控制的。

胶体二氧化硅不单单是用水和二氧化硅造成的。胶体二氧化硅固化剂的高科技工业制造过程是先从硅酸钠中剥离钠基（以及相当一部分污染物）然后在一个低表面张力液体里将纯净的二氧化硅悬浮起来。因此，普通硅酸盐固化剂的成品是力西克胶体二氧化硅固化剂的原材料。

胶体二氧化硅的本质总体来说是一种液体材料。其称呼不应该与硅粉，一个干燥

粉状的混凝土添加剂材料混淆。硅粉的粒子大小为150纳米（大概百万分之六每英寸）。

固化剂如何固化混凝土表面？

所有的固化剂都能与混凝土里面没有实际作用的氢氧化钙起反应。其反应将产生有效的硅酸钙水合物。由于氢氧化钙混合在了养护好的水泥浆里面，所以其反应会产生额外的水泥浆。该水泥浆在原有的水泥浆里面的毛细孔中形成，因此变得越来越密实，从而使它更坚硬。

有的固化剂公司自称固化剂会产生新的CSH（硅酸钙水合物）晶体。这种说法是不正确的。水泥浆本身不是晶体形态的。晶体的定义是许多分子在一个固定又重复的形态叠在了一起。相比之下，硅酸钙水合物在技术层面上是一种凝胶类的物质。其分子是挤在一起并且很坚硬（不像牙膏那样的黏糊状），但是其不形成一个固定的重复形态。固化剂所产生的硅酸钙水合物是从功能效用上来说等同于本来的水泥浆。

不一样的二氧化硅

所有混凝土固化剂的目的都是一样的，即向水泥浆的微小毛细孔系统里面输送活性的二氧化硅。而且它们全部都是以液态形状输运送该二氧化硅。行业中各种固化剂的区别就在于二氧化硅的形状，以及该二氧化硅是通过何种设计来保存在固化剂液体中的。

胶体二氧化硅（硅胶）实际上向混凝土毛细孔输送的是纯粹的二氧化硅，其形态为纳米微粒，尺寸大小够能够渗透混凝土毛细孔。该液体具有很低的表面张力从而能运送颗粒到表面以下。纯粹的二氧化硅颗粒比硅酸盐具有更高的活性。因此，硅胶的反应更加有效。

在毛细孔里面，胶体二氧化硅产生新的CSH（硅酸钙水合物）。这个新的硅酸钙水合物与混凝土里原有的硅酸钙水合物粘结在一起。胶体二氧化硅同时也能与其他二氧化硅直接粘合，甚至与其自身起反应。在采用胶体二氧化硅固化剂进行施工的时候，其配方起到粘结反应，粘合以后，胶体二氧化硅配方将已粘合好的二氧化硅作为平台来提供额外的粘合反应。其它硅酸盐的固化剂没有此项功能。

行业里的硅酸盐固化剂都是由硅和很高比例的矿物盐所组成的化合物。（例如：硅酸钠分子重量比重为38%钠基，62%的二氧化硅。商业的硅酸钠由于具有的污染物，其含有的二氧化硅比例还更低）。其它固化剂也是胶质的，不过其粒度易变度高。例如:硅酸钠，颗粒度区间范围从2纳米到500纳米不等。当硅酸盐固化剂反应产生二氧化硅的时候，另一方面，也产生了金属盐（残留物）。这就解释了为什么硅酸钠和硅酸钾的固化剂在施工后必须进行彻底又及时的清洗，其目的是为了避免残留的矿物盐在混凝土表面形成很硬难于去掉的白班（难以清洗掉的残留物表面也叫泛白；泛白只有通过钻石磨片的研磨才能去掉）。硅酸锂，

如果过量施工，泛白的可能性更大。胶体二氧化硅是99.95%纯粹的二氧化硅，因而不存在泛白这种问题。

因为胶体二氧化硅可以以最先进的技术起到固化反应从而提高混凝土的硬度，所以采用胶体二氧化硅固化剂之后，可以直接进行垫抛，从而得到其他固化剂无法同样垫抛达到的钻石抛光效果。

性能

固化（有的公司称‘钢化’）没有一个全球通用的标准。但是，耐磨度，表面的硬度都是固化剂性能的指标。润石的矽晶固化剂已经被第三方公司的实验室按照其他固化剂的测试标准现场测试过了。其测试证明了胶体二氧化硅的固化剂配方最擅长于抛光和固化混凝土地表面。采用润石矽晶固化剂能防止起尘，并且可以增强耐磨度。润石矽晶固化剂不光是一个绿色环保产品，同时在施工层面上，也能为施工单位节省劳动力。

作者：Steven ler 美国建筑协会

译者：陈晨