水玻璃耐酸混凝土施工技術(shù)
1.施工特點(diǎn)
因為水玻璃類(lèi)材料具有較*的耐酸性能,能抵抗大多數無(wú)機酸和有機酸的作用。水玻璃類(lèi)材料宜在15~30℃的干燥環(huán)境中施工和養護。*先,在水泥墊層上做隔離層,因為水玻璃類(lèi)材料不耐堿,而水泥石中存有引起腐蝕的氫氧化鈣成分,故需做隔離層水玻璃耐酸砼的硬化在低溫下是十分緩慢的。當溫度較高時(shí),它的硬化過(guò)程*會(huì )加快,這是由于氟硅酸鈉的溶解度隨溫度的升高而加大,因而導致水玻璃耐酸砼的凝結速度加快、*度增高。施工后*二天,水玻璃浮在骨料上面,水玻璃耐酸砼的硬化是水玻璃與氟硅酸鈉發(fā)生化學(xué)反應的結果,氟硅酸鈉作為促硬劑與水玻璃反應,使硅酸凝膠加速析出,生成氫氧化硅,沉積在耐酸粉料和粗細骨料表面,形成*層硅膠薄膜,硅膠脫水后變成氧化硅,使耐酸砼*度進(jìn)*步提高。
在常溫下*般過(guò)三天,砼*能硬化,如出現大部分硬化而局部尚沒(méi)有硬化的情況*需要處理,否則*度會(huì )受到影響造成局部小面積沒(méi)有同步結硬的原因,主要是人工攪拌不均勻,局部氟硅酸鈉摻量少于水玻璃,致使硬化速度緩慢。因為水玻璃是*種能溶于水的硅酸鹽,液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳,形成無(wú)定形硅酸,并逐漸干燥硬化。這個(gè)反應過(guò)程進(jìn)行的很慢。為加速硬化在水玻璃中加入氟硅酸鈉作為促硬劑,促使硅酸凝膠加速析出,氟硅酸鈉的實(shí)際用量為水玻璃重量10%~15%,用量太少,不僅硬化速度緩慢,而且*度降低,用量過(guò)多,又會(huì )引起凝結過(guò)快,造成施工困難,而且水玻璃耐酸砼滲透性大,*度也低。如果沒(méi)結硬的局部不處理,硬化需要很長(cháng)時(shí)間結硬后*度也要降低所以,*般應鏟去浮層,把底層及邊緣晾干,表面清理干凈,再均勻薄涂*遍水玻璃膠泥。
2.原料選擇
耐酸砼的主要原材料有:
2.1水玻璃水玻璃在耐酸砼中,模數為2.3~3.5,比重以1.3~1.5為宜。允許采用可溶性硅酸鈉做成的水玻璃。水玻璃的比重過(guò)大或過(guò)小都會(huì )影響砼的*度、耐酸性、抗滲性和收縮性。當比重過(guò)小時(shí),可加熱脫水調整,當比重過(guò)大時(shí),可在常溫下加溫水調整水玻璃模數過(guò)低,會(huì )延緩砼的硬化時(shí)間,耐酸性也差;模數過(guò)大,會(huì )使砼硬化過(guò)快,特別是氣溫較高時(shí)*加顯著(zhù),這樣會(huì )造成施工操作上的困難。模數過(guò)高時(shí),可加入清水在常溫下混合,并不斷攪拌至均勻為止。
2.2氟硅酸鈉耐酸常用工業(yè)氟硅酸鈉作固化劑,其質(zhì)量要求:純度不應少于95%,含水率不得大于1%,細度應*部通過(guò)0.15mm的篩,不能受潮結塊。
2.3摻合料(耐酸粉料)摻合料不宜單*使用石英粉。作填充料,采用輝綠巖粉和石英粉按比例混合使用,其耐酸率不應小于95%,含水率不應大于0.5%,細度要求為0.15mm篩余不應大于5%,0.080mm篩余不應大于10%~30%。
2.4細骨料耐酸砼用石英砂,其耐酸率不應小于94%,含水率不應小于0.5%,不得含有泥土,有機雜質(zhì)含量必須符合用砂的技術(shù)要求;細骨料的顆粒級配:篩孔尺寸5mm、1.2mm、0.30mm、0.15mm;累計篩余分別為0%~10%、20%~55%、70%~95%、95%~*。
2.5粗骨料用石英巖、玄武巖、花崗巖等制成的碎石,耐酸率不應小于94%,浸酸安定性合格,含水率不應大于1%,并不得含有泥土;粗骨料的顆粒級配:篩孔尺寸為20mm、10mm、5mm;累計篩余分別為0%~5%、3%~60%、90%~*。
2.6改性劑改性水玻璃耐酸砼是在水玻璃耐酸砼的基礎上添加了改性劑,以增加其密實(shí)性,提高抗酸滲透性能的防腐砼,又稱(chēng)密實(shí)水玻璃耐酸砼。改性劑的主要作用是提高密實(shí)度和抗滲透性能,是改性水玻璃耐酸的重要成分,技術(shù)要求如下:
①應溶于水或在*烈攪拌下能均勻分散于水玻璃溶液中。
②不會(huì )使水玻璃凝聚、離析
③應有*定的耐蝕性或遇酸后聚合成固體采用糠酮單體作改性的外加劑,為淡黃色液體,其純度為95%~99%,密度為1.29~1.30摻量為水
玻璃用量的1%~5%(重量比)。
3配合比設計
耐酸砼配合比中的水玻璃用量須根據落度要求確定,*般為250~300kg/m3氟硅酸鈉用量(按純Na2SiF計)宜為水玻璃重量的15%;摻合料的用量*般為450~550kg/m3粗細骨料和摻合料的混合物,用振動(dòng)法使其密實(shí)至體積不變時(shí)的空隙率,不得*過(guò)22%。
3.1水玻璃用量應符合下列要求:水玻璃耐酸砼坍落度,當機械搗實(shí)時(shí)不應大于1厘米;當人工搞實(shí)時(shí)不應大于2cm。
3.2氟硅酸鈉用量按下列公式計算:
式中:G氟硅酸鈉用量占水玻璃用量的百分率(%)
N1水玻璃中含氧化鈉的百分率(%)
N2氟硅酸鈉的純度(%)
3.3填料混合物的空隙率要求:水玻璃耐酸砼所用粉料、粗細骨料的混合物不應大于22%。
4施工工藝
4.1攪拌采用*制式攪拌機攪拌,攪拌順序為先將細骨料、粉料、氟硅酸鈉、粗骨料依次加入攪拌機干攪2min,再加入水玻璃、改性劑,配制好的水玻璃材料,不許在稠時(shí)加入水玻璃,也不許在稀時(shí)加入粉料,要嚴格按配合比進(jìn)行。
4.2澆筑
①水玻璃耐酸砼應在初凝前振搗密實(shí);振搗時(shí)間應在5~7分鐘內完成。②采用插入式振動(dòng)器時(shí),每層灌筑厚度不宜大于200mm,插點(diǎn)間距不應大于作用半徑的1.5倍,振動(dòng)器應緩慢拔出,不得留有孔洞;采用平板振動(dòng)器和采用人工搗實(shí)時(shí),每層灌筑厚度不應大于100mm;當灌筑厚度大于上述規定時(shí),應分層連續灌筑。分層灌筑時(shí),上*層應在下*層初凝以前完成。如*過(guò)初凝時(shí)間,應待下*層凝固后,按施工縫處理;耐酸貯槽的灌筑應*次完成,不留施工縫。
③*上*層實(shí)后,表面應在初凝前壓實(shí)抹平。
④灌筑地面時(shí),應*控制平整度和坡度;平整度,以2m長(cháng)直尺檢查,允許空隙不應大于4mm;坡度應符合設計要求,允許偏差為坡長(cháng)的±0.2%,*大偏差值不得大于30mm;作潑水試驗時(shí)應能順利排除。
⑤水玻璃耐酸砼盡量避免留施工縫。必須留施工縫時(shí),應留成斜槎,在繼續灌筑前應將該處打毛,清理干凈,薄涂*層水玻璃稀膠泥,稍干后再繼續灌筑,接槎處應抹實(shí)抹平。地面施工縫應留成斜搓。
4.3酸化處理酸化處理可采用20%~40%的硫酸、15%~20%的鹽酸或15%~30%的硝酸均可,處理3~4次。每隔8h以上均勻刷灑處理1次,每次都將上次析出的白色結晶粉末掃去。
4.4拆模和養護施工完畢,需在干燥環(huán)境中養護,養護期間嚴禁與水或蒸汽、濃度*小的稀酸接觸,也不能曝曬,以免急劇脫水而龜裂;要防止沖擊振動(dòng)。*般根據環(huán)境溫度、拆模時(shí)間和養護時(shí)間按表1執行。
表1改性水玻璃耐酸砼的拆模和養護時(shí)間
環(huán)境溫度(℃拆模時(shí)間(d養護時(shí)間
15 4 20
20~25 2 14
25以上 1 7
5質(zhì)量控制
改性水玻璃耐酸砼質(zhì)量指標為顯氣孔率5%,抗滲*度>15MPa,抗壓*度卡20MPa,檢查有無(wú)蜂窩、麻面、裂紋等缺陷。如有上述缺陷時(shí),應將該處鑿去,清理干凈,薄涂*層水玻璃稀膠泥,待稍干后用水玻璃膠泥或水玻璃砂漿進(jìn)行修補。