淺論水玻璃耐酸混凝土施工技術

摘要：水玻璃耐酸混凝土具有較強的耐酸性、較好的整體性、施工修補方便、原料易取、成本低、抗沖擊性能好等優點，現已在化工企業得到廣泛應用。本文主要就水玻璃耐酸混凝土的施工特點、原料選擇、配合比設計、施工工藝、質量控制、注意事項展開討論。

關鍵詞：水玻璃耐酸混凝土 防腐蝕 低成本

1 施工特點

因為水玻璃類材料具有較強的耐酸性能，能抵抗大多數無機酸和有機酸的作用。水玻璃類材料宜在15～30℃的干燥環境中施工和養護。首先，在水泥墊層上做隔離層，因為水玻璃類材料不耐堿，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，它的硬化過程就會加快，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、強度增高。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與氟硅酸鈉發生化學反應的結果，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，形成一層硅膠薄膜，硅膠脫水后變成氧化硅，使耐酸砼強度進一步提高。

在常溫下一般過三天，砼就能硬化，如出現大部分硬化而局部尚沒有硬化的情況就需要處理，否則砼強度會受到影響。造成局部小面積沒有同步結硬的原因，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。因為水玻璃是一種能溶于水的硅酸鹽，液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成無定形硅酸，并逐漸干燥硬化。這個反應過程進行的很慢。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，氟硅酸鈉的實際用量為水玻璃重量12%～15%，用量太少，不僅硬化速度緩慢，而且強度降低，用量過多，又會引起凝結過快，造成施工困難，而且水玻璃耐酸砼滲透性大，強度也低。如果沒結硬的局部不處理，硬化需要很長時間，結硬后強度也要降低。所以，一般應鏟去浮層，把底層及邊緣晾干，表面清理干凈，再均勻薄涂一遍水玻璃膠泥。

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2.6~2.8，比重以1.38~1.4為宜。允許采用可溶性硅酸鈉做成的水玻璃。水玻璃的比重過大或過小都會影響砼的強度、耐酸性、抗滲性和收縮性。當比重過小時，可加熱脫水調整，當比重過大時，可在常溫下加溫水調整。水玻璃模數過低，會延緩砼的硬化時間，耐酸性也差；模數過大，會使砼硬化過快，特別是氣溫較高時更加顯著，這樣會造成施工操作上的困難。模數過高時，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 耐酸砼常用工業氟硅酸鈉作固化劑，其質量要求：純度不應少于95%，含水率不得大于1%，細度應全部通過0.15mm的篩，不能受潮結塊。

2.3 摻合料(耐酸粉料) 摻合料不宜單獨使用石英粉。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，有機雜質含量必須符合砼用砂的技術要求；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%～100%。

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%～100%。

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，以增加其密實性，提高抗酸滲透性能的防腐砼，又稱密實水玻璃耐酸砼。改性劑的主要作用是提高密實度和抗滲透性能，是改性水玻璃耐酸砼的重要成分，技術要求如下：①應溶于水或在強烈攪拌下能均勻分散于水玻璃溶液中。②不會使水玻璃凝聚、離析。③應有一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坍落度要求確定，一般為250~300kg/m3。氟硅酸鈉用量(按純Na2SiF計)宜為水玻璃重量的15%；摻合料的用量一般為450~550kg/m3。粗細骨料和摻合料的混合物，用振動法使其密實至體積不變時的空隙率，不得超過22%。

3.1 水玻璃用量應符合下列要求： 水玻璃耐酸砼坍落度，當機械搗實時不應大于1厘米；當人工搗實時不應大于2cm。

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 采用強制式攪拌機攪拌，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，不許在稠時加入水玻璃，也不許在稀時加入粉料，要嚴格按配合比進行。

4.2 澆筑 ①水玻璃耐酸砼應在初凝前振搗密實；振搗時間應在5~7分鐘內完成。②采用插入式振動器時，每層灌筑厚度不宜大于200mm，插點間距不應大于作用半徑的1.5倍，振動器應緩慢拔出，不得留有孔洞；采用平板振動器和采用人工搗實時，每層灌筑厚度不應大于100mm；當灌筑厚度大于上述規定時，應分層連續灌筑。分層灌筑時，上一層應在下一層初凝以前完成。如超過初凝時間，應待下一層凝固后，按施工縫處理；耐酸貯槽的灌筑應一次完成，不留施工縫。③最上一層搗實后，表面應在初凝前壓實抹平。④灌筑地面時，應隨時控制平整度和坡度；平整度，以2m長直尺檢查，允許空隙不應大于4mm；坡度應符合設計要求，允許偏差為坡長的±0.2%，最大偏差值不得大于30mm；作潑水試驗時，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，應留成斜槎，在繼續灌筑前應將該處打毛，清理干凈，薄涂一層水玻璃稀膠泥，稍干后再繼續灌筑，接槎處應抹實抹平。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，需在干燥環境中養護，養護期間嚴禁與水或蒸汽、濃度極小的稀酸接觸，也不能曝曬，以免急劇脫水而龜裂；要防止沖擊振動。一般根據環境溫度、拆模時間和養護時間按表1執行。

5 質量控制

改性水玻璃耐酸砼質量指標為顯氣孔率≯5％，抗滲強度＞15MPa，抗壓強度≮20MPa。

檢查有無蜂窩、麻面、裂紋等缺陷。如有上述缺陷時，應將該處砼鑿去，清理干凈，薄涂一層水玻璃稀膠泥，待稍干后用水玻璃膠泥或水玻璃砂漿進行修補。

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