致密剂中最先进的技术

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，要么就是对其感兴趣，想要更多的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，似乎大多数从事抛光混凝土的人员都不太了解为什么需要在研磨和抛光的工艺之间加上致密剂这个步骤。

事实上，做出一个既又美观又耐磨的抛光混凝土地面，致密剂在其中起到了关键作用。然而它就是往往被低估的。现在我从这个行业的起初讲解下致密剂的作用。90年代的时候，许多混凝土地⾯使用了抛光工艺，但是少了致密剂的步骤。随时间的推移，这些地面开始了快速的失效并且褪光（没有对致密剂技术研发透彻也会导致褪光）。至此，大家都开始承认了致密剂的重要性。认同致密剂是抛光混凝土施工当中最关键的步骤之一。然而，从化学角度来看，我的经验表明大部分的承建商还是不懂得为什么需要采用致密剂。 

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的了。从这个技术被引进之初，它就被证明了是抛光混凝土承建商的可靠工具。也是对于那些有需求做致密混凝土的其他施工方的可靠工具。但是市场上还是广泛的存在着对该技术的困惑。这种困惑有时容易造成错误的理解。这篇文章将澄清致密剂所有的功能，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。其形态是胶体, 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，以液体带动的但不在液体中溶解。举个例子：牛奶是一种胶状液体。 胶体二氧化硅致密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致密剂颗粒的大小为 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致密剂的颗粒的直径大小为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水和二氧化硅所组成的。胶体二氧化硅致密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，普通硅酸盐致密剂的成品是胶体二氧化硅致密剂的原材料。

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)。 

致密剂如何致密混凝土表面？

所有的致密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。该水泥浆形成在了既有水泥浆里面的毛细孔中。该水泥浆因此变得越来越密实，从而使它更坚硬。 

有的致密剂公司自称致密剂会产生新的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的形态。致密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。

行业里最广泛应用的致密剂是：胶体二氧化硅（力西克），硅酸钠（安斯福），硅酸钾（威斯康）， 以及硅酸锂（优可力）。还有较旧的一种叫做氟硅酸镁，现在很少用了。

不一样的二氧化硅

所有混凝土致密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。行业中各种致密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致密剂液体中的。

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致密剂进行施工的时候，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。其它硅酸盐的致密剂没有此项功能。

行业里的硅酸盐致密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）。其它致密剂也是胶质的，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。当硅酸盐致密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致密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致密反应从而提高混凝土的硬度，所以采用胶体二氧化硅致密剂之后，可以直接进行垫抛，从而得到其他致密剂无法达到的钻石抛光效果。 

性能

致密（有的公司称 ‘硬化’）没有一个全球通用的标准。但是，耐磨度，表面的硬度都是致密剂性能的指标。胶体二氧化硅致密剂已经被第三方公司的实验室按照其他致密剂的测试标准现场测试过了。其测试证明了胶体二氧化硅致密剂配方最擅长于对混凝土地表面进行抛光和致密处理。采用胶体二氧化硅致密剂能防止起尘，并且可以增强耐磨度。胶体二氧化硅致密剂不光是个绿色环保产品，同时在施工层面上，也能为施工单位节省劳动力。

胶体二氧化硅也可以在新浇筑的混凝土上进行施工，其是通过添加其它特殊的添加剂而研制出的一个新产品——收光增效剂。该助流剂不单单延长收光的时间，而且还能简化收光的工艺步骤，省去为了得到平整表面效果而撒水的步骤。这样最终混凝土板块至少能完全得到本来水灰比所预期得到的设计的硬度。其实，胶体二氧化硅用于助流剂的效果无论在加了水还是未加水的混凝土板块上都显示出了该板块相当大的性能改进：增加表面硬度（25%－30%），减少了碱硅酸反应（ASR）的可能性，以及未来板块脱落和边卷的可能性。 

该文章的作者为Steven H. Miller, CDT, 建筑师