納米級水泥抗滲劑催生“安全水泥”

　　前不久在廣州舉辦的全國商品混凝土“轉型與升級”交流大會上，北京肇倩工程技術有限公司與浙江華挺納米新材料有限公司、河北華挺納米科技有限公司聯合推出一種納米級高抗滲力、高性能的新型水泥抗滲劑，引起與會者的極大興趣。這種抗滲混凝土告別了水泥水化的“堿-集料反應”，從而大大提高水泥混凝土的安全性，成為建筑行業所追求的“安全水泥”。

　　據了解，水泥混凝土的固有缺陷是水化過程中多余的水量滲透外溢，干燥后形成無數連通微孔及縫隙。在體外遇水有水壓時又滲透進混凝土內部，一方面會使游離鈣水化物CaOH2與水泥硅酸鹽礦物繼續生成水化硅酸鹽凝膠；另一方面水中的氯離子及硫酸根又會與混凝土中的礦物作用生成化學性質不穩定的化合物，或與混凝土中的鋼筋等反應形成“堿-集料反應”，削弱或破壞混凝土的強度。而水泥混凝土不耐久的根源是水泥顆粒過粗（＜88μm），小于10μm易水化的顆粒不到10%，水泥顆粒吸水量大，而水化階段耗水量少，多余水分蒸發流失易形成孔隙，固化的多孔結構易滲水，存在繼續水化可能而產生“石灰反應”或“堿-集料反應”，造成水泥混凝土短壽。

　　新型水泥抗滲劑的應用使得這些問題迎刃而解。納米級二氧化硅游離存在，遇到水泥礦物水化產物CaOH2或AlOH3等堿性水液，比表面積大的活性硅粉迅速中和反應生成硅酸鹽凝膠，納米粒子的微結晶膠體占領微納米孔隙及微孔固化，避免了水分干燥成孔，變成結構致密、無孔可入的水泥石，因此具有抗滲、抗凍、抗壓、耐久等特點，水泥抗滲劑的合理巧妙機理是含羥基的納米硅粉經表面有機硅改性處理，充分發揮了有機硅與無機硅結合的網狀結構作用。

　　據悉，北京肇倩工程技術有限公司從事納米材料研究開發工作多年。該公司研究員邢東海的研究團隊通過大量調研和實踐，研發出流能解聚納米化技術和設備機組，所生產的納米二氧化硅產品，達到歐盟委員會關于納米材料定義的標準，小于100納米的粉體占50%～90%（歐盟標準為＞50%），二氧化硅含量在98%以上，比表面積達580㎡/g，納米二氧化硅分散度良好。根據納米二氧化硅的特性，納米水泥微結晶自密實原理，嘉興市鼎業新型建筑材料有限公司與浙江華挺納米新材料有限公司合作，針對混凝土結構多孔的固有缺陷，混凝土普遍存在的抗滲能力和強度偏低、使用壽命短的現狀，采用浙江華挺納米新材料有限公司生產的改性納米二氧化硅配制水泥混凝土，摻量為水泥用量的1%～3%。經過反復試驗，終于驗證了納米二氧化硅在混凝土中的作用機理，并掌握了施工中要注意的問題，取得了很好的效果。經國家建筑材料工業干混砂漿產品質量監督檢驗測試中心檢測，摻加這種水泥抗滲劑的混凝土，抗壓強度達到42.3MPa對比基準試件為38.1MPa，抗滲能力高達3.5MPa以上，是未摻水泥抗滲劑混凝土0.8MPa的4倍多。

　　試驗證明，在拌制混凝土時摻加水泥用量2%~3%的納米級二氧化硅，能徹底解決混凝土的滲漏問題，但這種外摻方法，存在混合均勻性問題，也給攪拌站操作帶來不便，更有效的方案是在水泥粉磨站水泥磨前，按水泥用量的2%~3%加入改性的納米二氧化硅共同粉磨。

　　據了解，目前，河北華挺納米科技有限公司正在與北京肇倩工程技術有限公司和無錫鑫唐粉體機械有限公司合作，共同開發這一工藝技術和設備。隨著項目的啟動，新型高抗滲能力、高強度、高性能、長壽命的“安全水泥”——超細抗滲水泥也將問世。（趙華）

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