KFA成岩工程材料
KFA高性能混凝土(砂浆)成岩技术资料
KFA是一种特殊气味的灰白色干粉末。气味与施工后即消失。该无机,防水,粉末状混合物状似水泥,可用做混凝土或灰浆的掺和剂,而改变其流变能力。
1、提高3~7天早期強度20~25%。
2、防水的
3、早强
4、抗渗
5、可以在冷热极端环境下工作。
6、提高抗冻融循环400次以上
7、干缩减少25%~50%,从而减少干缩裂缝。
8、提高耐磨性
9、即使水灰比很低仍具有较高的工作性
10、易於泵送,且不易塞管
11、施工面較平滑
12、提高抗拉、抗弯强度
13、均质材料保证了水泥内部的液压锁定
14、无翘曲基础
15、增加密实度
16、97%的微裂缝
17、可以在低温环境下使用
18、防止钢筋锈蚀
19、无需养护
20、减少混凝土用水量8~15%
21、无需使用强塑剂,减水剂,膨胀剂等添加剂,也不需使用飞灰,硅灰,网筛,钢纤或合成纤维;
22、缩短施工时间,结构在14天内即可使用;
23、降低甚至消除风化
24、降低吸水性
25、对腐蚀性液体、气体具有高抵抗性,包括硫化氢
26、可避免高碱度和高湿度问题
27、不泌水
28、提高耐久性
29、本产品尤其没有粉化,起泡,龟裂或收缩等问题
“UKFA”工作原理的技术性解释
它是如何工作的------
“UKFA”不是孔隙阻隔剂。“UKFA”使用两种技术来改良水泥品质,即分别在物理和离子层面上对混凝土发生效用。
1、毛细孔直径减小------
在水化过程中会产生气体。气体在排放时会产生毛细孔,它们表明了气体通过静止且具可塑性混凝土的通路。硅酸盐水泥通常会产生二氧化碳。由于二氧化碳必须形成达到一定“临界质量”的气泡后,才能上升到混凝土表面,所以会产生气泡。
使用“UKFA”的硅酸盐水泥产生的是乙炔。这种气体一产生后就会被排放出,故只会形成较小的气泡,和短直径的微毛细孔。气孔表面液体的张力则可防止水等液体进入微毛细孔。
常规水泥含有约70%粗毛细孔和30%的微毛细孔,而“UKFA”水泥则含有约3%的粗毛细孔和97%的微毛细孔,从而大幅增强了“UKFA”水泥的防水性能。工程师们还因此给“UKFA”水泥冠上了“人造磐石”的称号。
“UKFA”在水化作用早期时促进了硫铝酸钙结晶体的形成。这些结晶体在成长期时性质微弱,不能形成毛细孔。因此它们会偏离,以毛细孔为轴心,顺着毛细孔成长。最终在毛细孔外会形成一种结晶体外壳,却又不会阻碍毛细孔的通风效用。硫铝酸钙结晶体不溶解且抗化学性,它们平行生长,看似一束束六边形的纤维。结晶体之间的缝隙会填补有晶体间的溶液。整包水泥的密度,体积和强度就取决于这种溶液的密度。
2、电负荷效用的引入-------
水泥内部的离子,如铁和锌,在通常状态下是不活动的,而加入“UKFA”后离子会活跃起来。水泥表面会如同离子交换树脂一样发生反应。在水化过程中,铁会由铁+++转变为铁++。铁+++是大、活动慢且通常不发生反应的微粒,而铁++却微小而活跃。这就导致水泥带上了少量的电荷负载。
如果加入诸如酸之类的电解质,水泥里的带电微粒(离子)就会移向表面,与电解质电荷中和。入侵的外来离子越强,水泥内部的离子就会越发活跃的移向表面。如果侵害性化学物质很强,水泥表面可能会腐蚀约0.5mm来增加表面可发生反应的面积。其效果就类似于试图将两个磁铁的北极强推到一起,你推的越用力,磁铁的反作用力也越大。
如果腐蚀性化学物质变了,水泥内的其它离子就会变得活跃来中和它,上述过程又将重复。“UKFA”加强的水泥,本质几乎是有机的,因为它会对所有非水泥质的材料产生反应和排斥。这就好像动物的免疫系统,一旦化学物质被“识破”并中和之后,水泥就会产生对类似化学物的“免疫力”。
“UKFA”成分的逐步溶解,使得这些反应可以从第一个到第四个依次发生,而没有任何延误。如果用水量减少了,这些反应将持续无间断发生,而混凝土的混合也会顺利完成。
这四个步骤是:
1)加速水泥颗粒的水化,
2)金属成分的氧化反应,
3)自由水分子的胶质化,
4)水泥浆体内凝胶体的稳定化。
1)、加速水泥颗粒的水化。
常规体积的水泥水化被加速,是一个十分重要的步骤。它用带正电荷的人工矿物质减弱了水分子的张力,从而加速水化。这一反应的结果是:
a.减少用水量20%;
b. “UKFA”成分的水溶解可以达到最大浓度,这样在实现低坍落度的同时,就还能保证高度的可和易性;
c.第一天的混凝土收缩会被延迟;
d.水泥混合物内的“原料压实”会顺利进行;
e.混凝土混合物的坍落度会维持在2~4英寸,而易于泵送。
当液体渗入时,这些溶液会被冲淡,导致晶体纤维束扩张,水泥包的体积也相应增大。这一反应使得毛细孔收缩,有效缩小其直径,却又不至阻碍毛细孔和大气的畅通。此时毛细孔的直径会变得小于分子的直径。毛细孔直径的减小会同时产生以下三种效用:
1.人工微毛细孔的直径会变得比水分子的直径小,从而形成分子过滤器或分子筛网,进而防止了诸如酸类和油类等大分子的渗透。
2.毛细孔直径的减小增加了毛孔内液体和气体的压力,内部压强的增加会进一步防止水、气体,以及它们可能携带的任何电解液的渗透。
3.水、碱金属、酸和油类产品等液体本身的张力也会阻碍它们的渗透。
这一过程不是静态的,而是动态的。也即是说,结晶体即可以膨胀,也可以收缩。尽管毛细孔很微小,但仍能保证和大气的畅通,从而防止了水泥内部渗透性压力的累积,否则将可能导致灾难性的后果。
这一反应会针对所有不溶于水泥的物质,其中也包括许多常用的水泥修补剂,缓凝剂和促凝剂。对于渗和了“UKFA”的水泥使用外来修补剂会导致化学物质被破坏且变得无效。
在成批混合和成长阶段时,水泥的高导电性会维持45天。与常规水泥的比较数据显示,含有“UKFA”的水泥在早期具有高50倍导电性。它提供了电镀化学物质的类似物,具有高水盐度,因而延长了水冻结时间,避免了用盐而造成的副作用。这就使得在0℃环境下,使用未加热的水也变得可行了,而水泥在冰冻气候和冬季环境下也可发挥出色效用了。
混凝土混合物有许多对结构有用的矿物质,但却不能发挥效用。因为水是唯一活跃的介质,而在水化和固化过程中,并没有充足的水来溶解这些矿物质。“UKFA”渗和剂含有50种以上化学物质,通过四个过程的一系列反应,它们会使水泥混合物具有活跃性。
3、金属成分的氧化反应。
“UKFA”的使用会带来负电荷的人工矿物质,它会引起水分子和水泥颗粒的磁性再定位。这种再定向会减弱分子、颗粒间的联系,并使它们更自由的转动,从而就会有理大量的水泥颗粒开始水化反应。“UKFA”一旦被加水激活之后,就会在水泥颗粒内部引发一连串化学反应,促使颗粒可以100%的水化,同时还能减少收缩,加速整个水化反应过程。“UKFA”可以促进用废石灰生成特定的以钙元素为基础的结晶体。这些动态结晶体可以针对环境条件的变化(台温度的变化,酸类、盐类等电解质的侵害)做出反应。在通常情况下,水泥内的所有可溶解石灰最后都会被废弃浪费,但“UKFA”会将石灰变成有用的水泥质混合物。这样,最终形成的混凝土就能保证均质、坚固、高强度、高密度、和最大化的抵抗强度。
直接优势:
a.由于一部分热能被用于氧化反应,放热反应的热量排放会降低两倍;
b.由水泥核心至表面的毛细孔生成所占空间更小,反应也更温和;
c.氧化反应使得收缩率降低1~2倍;
d.金属氧化反应使得导电性提升;
e. “UKFA”DCP水泥会变得像高铝水泥一样具有抗腐蚀性,抗压强度,防水性,和抗磨性
3)、自由水分子的胶质化。
从表面现象看来,这一过程就是水和水溶解溶液变稠的过程。由于水泥颗粒几乎被完全水化了,而多孔间的液体蒸发又会导致天然矿物质的水泥质溶解,因此:
a.表面液体的蒸发速度会变缓;
b.混凝土表、里的浆体浓度几乎同时改变;
c.因为渗透性压力很低,“发热液体”的变形也就不那么明显了;
d.气孔的数量和毛细孔的种类较少,也就是说气孔可以整齐排列。
4、水泥浆体内凝胶体的稳定化。
显而易见,这是由于水泥浆体内部溶液的粘性自然增强导致的。这一过程的大致需时可在7天至14天测得,且它的需时要比常规水泥的长。在水泥体多孔系统中,凝胶体稳定化阶段的长期存在将引发以下效果:
a.宏观结构的密度加强;
b.液体非渗透性的动态增强;
c.随着期限延长,凝胶体会逐渐变干,这样就扩大了水泥体中含结晶质的部分;
d.抗压强度会逐步稳定增长;
e.由于氧化过程中形成的气孔系统会持续不断;
f.表面张力的饱和度下降导致气孔吸力减小;
g.水泥的蠕变会以91天为一界点而稳定又有预示性的持续。
“UKFA”的其他优势
1、钢筋防护力优化了100%;
2、将“UKFA”混凝土喷涂于表面后,较高层的建筑施工也可一次完成,回弹率降至5%以下;
3、“UKFA”水泥可以变得比其它任何高档水泥配方有更高的抗化学性,包括盐类、酸类、碱金属、氧化物、二氧化碳、和石油蒸馏物;
4、可以在-5℃至40℃环境下施工,而不影响初凝时间;
5、不渗水;
6、完全省去了使用养护性隔膜(剂)的麻烦;
7、模块绝缘性提升了60%以上,这点对于桥梁和水坝尤其重要;
8、搞冰冻/溶解能力提高400个循环以上