混泥土成份與水合的作用,矽酸質防水與晶化地坪防水的差別?


文章摘要:矽酸質結晶是利用混泥土中氫氧化鈣水解出鈣離子與矽酸質結合;晶化結晶是利用固化劑中矽酸鈣化合物(C-S-H)未水化游離鈣與矽酸根離子結合,兩者結晶方式雷同,但矽酸質結晶會遇水繼續增生,但固化劑不會增生。

1.混泥土成份與水合的作用 一般而言波特蘭水泥成份有CaO、SiO2、Al2O3等,當波特蘭水泥與水攪拌約 24 小時後凝結成水泥漿體之結構,它呈現固相與非固相的複雜型態。固相包括水化矽酸鈣(C-S-H)、氫氧化鈣(CH)、鈣釩石(AFt)、單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)及未水化水泥核心【5,28,29】,非固相包括孔隙與水,這些混泥土總體積的 70 %中最主要的成份就是氫氧化鈣,其中的的矽酸鈣化合物(C-S-H:矽、鈣在水合的作用),是混凝土主要強度作用的物質;C 3 S之水化速度中等,C 2 S之水化速度慢,兩者水化後均生成氫氧化鈣(CH)及非晶形 C-S-H 膠體(C3S 2H3)。

波特蘭水泥成份 CaO:氧化鈣,俗稱生石灰或石灰 SiO2:二氧化矽是一種酸性氧化物,對應水化物為矽酸。 Al2O3:氧化鋁是白色固體,是鋁和氧的化合物 波特蘭水泥熟料的主要成分為矽酸三鈣(3CaO·SiO2)、矽酸二鈣(2CaO·SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)和鐵鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·Fe2O3)。

波特蘭水泥混泥土重量比(氫氧化鈣Ca(OH)2 70%) C3S 50%:矽酸三鈣(矽酸鈣鹽類) C2S 25%:矽酸二鈣(矽酸鈣鹽類) C3A 10%:鋁酸三鈣 C4AF 10%:鐵鋁酸四鈣

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2.矽酸質防水(稱滲透結晶水) 波特蘭水泥都是由鈣、鋁和矽的氧化物(CaO-SiO2-Al2O3)所構成。整體混泥土其重量比通常為C3S50%,C2S25%,C3A10%,C4AF10%,再加上5%其他的氧化物。這些混泥土總體積的 70 %中最主要的成份就是氫氧化鈣,將滲透矽酸質材塗刷在您需要防水的結構上,經水解的游離鈣與矽酸質結晶而防水,您的這面牆有至少30mm的厚度是幾乎不透水的。另一個特性,就是利用其遇水生成結晶的效果,可以將結構產生的細微裂縫「自動癒合」。

滲透結晶的矽酸質與混泥土可以形成兩種防水效果,其一矽酸質材料塗在水泥牆表面,讓其產生滲透結晶防水效果;其二矽酸質材料也可+水泥1份+3份沙+適量的水,所形成的混泥土或水泥沙,混泥土之間都會很多的縫隙,形成會呼吸的水泥牆,如以碰到水就會把水泥中的碳酸鈣游解出來,使得水泥牆容易產生白華現象,稱壁癌;兩個工法都是以水為引子,讓矽酸質的活化物可與解離出來的鈣離子結合生成晶體,就會產生軀體防水效果,與成功大學研究樂土有相同防水效果。

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3.晶化地坪防水(稱固化劑地坪) 一般水泥地坪的強度主要來源於混凝土中的的矽酸鈣化合物(C-S-H:矽、鈣在水合的作用),是混凝土主要強度作用的物質,當新的混凝土初凝後會緩慢進行C-S-H水合反應,在此反應中會有大量游離鈣Ca2沒有參與反應,當塗佈固化劑中活性矽酸根離子(SiO32-)與混凝土中沒有水合化的游離鈣、鎂離子進一步反應生成結晶效果,更大幅度地提高混凝土的強度和硬度,使一般水泥地坪產生硬度、耐磨度提高,這個與矽酸質材料與鈣離子(如水會把水泥中的碳酸鈣游解鈣離子,碰到矽酸質就會結晶硬化)、水的結晶防水效果相同原理,都會進一步固化混泥土結構。

矽酸質結晶是利用混泥土中氫氧化鈣水解出鈣離子與矽酸質結合,結晶是一直慢慢增生,小的縫隙是會縫合;晶化結晶是利用固化劑中矽酸鈣化合物(C-S-H)未水化游離鈣與矽酸根離子與水再次水合反應,其中水泥密度變大、變密實,讓水分子無法進入,兩者結晶方式雷同,但有裂縫產生,矽酸質結晶會遇水繼續增生會將細的裂縫縫合,但固化劑不會增生,所以無法縫合細的裂縫。


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