專利名稱：地盤浸漬劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注入地盤中使該地盤固結(jié)的地盤浸漬劑，特別是對地盤中的混凝土結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生壞影響，例如腐蝕、龜裂等另外防止所說混凝土中性化，由此提高所說混凝土結(jié)構(gòu)壽命的地盤浸漬劑。
在實(shí)際應(yīng)用中廣泛使用含有酸或酸性鹽特別是酸根如硫酸根的水玻璃薄砂漿，因?yàn)樗哂袃?yōu)異的固結(jié)性。
一般來說，獨(dú)立狀態(tài)下的酸或酸根對所說的混凝土結(jié)構(gòu)是不理想的。但是，含于水玻璃薄砂漿中的酸或酸根對所說的混凝土結(jié)構(gòu)的作用是不同于獨(dú)立狀態(tài)下的酸或酸根。不管怎樣，理想的是所說的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)不受所說的酸或酸根的影響。
另外，由于所說的混凝土中的堿溶出所引起的中性化也會自動地使所說的混凝土結(jié)構(gòu)劣化，所以對其必須采取保護(hù)措施。
所說的酸根，特別是硫酸根與所說的混凝土中的鈣反應(yīng)。因此，認(rèn)為通過防止這種反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)混凝土的保護(hù)。另外，認(rèn)為混凝土的保護(hù)可以通過向地盤中注入一種地盤浸漬劑在所說的混凝土表面形成保護(hù)層以切斷來自外部的浸漬和從內(nèi)部的溶出來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明者們認(rèn)為應(yīng)通過切斷含有酸根，特別是硫酸根的水玻璃對所說混凝土的壞影響使所說的含于混凝土中的鈣純化，并發(fā)現(xiàn)鈣應(yīng)該通過在所說的混凝土的表面上形成堅(jiān)固的白色涂層由隔絕劑來屏蔽。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種對地盤中的混凝土結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生諸如腐蝕、龜裂等的不利影響的地盤浸漬劑。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種防止所說的混凝土中性化，以提高所說混凝土結(jié)構(gòu)壽命的地盤浸漬劑。
另外，本發(fā)明的另一目的在于一種克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)的地盤浸漬劑。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種包括作為有效組分的水玻璃、酸根和隔絕劑的地盤浸漬劑。


圖1示出了一個(gè)容器的斷面圖，該容器中裝有用砂凝膠或水泥砂漿浸漬養(yǎng)護(hù)的混凝土樣品，所說的砂凝膠或水泥砂漿都是用本發(fā)明的浸漬劑生產(chǎn)的。
圖2為裝有用均質(zhì)凝膠浸漬養(yǎng)護(hù)的混凝土樣品的容器的斷面圖。
本發(fā)明是一種如上所述的硅溶膠薄砂漿，它包括含有酸根如硫酸根，和隔絕劑的水玻璃薄砂漿，所說的隔絕劑優(yōu)選縮合磷酸鹽，如四聚磷酸鹽、六偏磷酸鹽和三聚磷酸鹽、乙二胺四乙酸、氮川三乙酸、葡糖酸和酒石酸。
當(dāng)用所說的硅溶膠薄砂漿的硅凝膠涂覆所說的混凝土結(jié)構(gòu)表面時(shí)，存在于所說的混凝土結(jié)構(gòu)周圍的鈣離子與所說的硅凝膠中的隔絕劑反應(yīng)形成絡(luò)鹽，結(jié)果所說的鈣的特性消失。
本發(fā)明中，可以多種方式加入和混合所說的隔絕劑，例如可以將其加入到含有酸根，例如硫酸根的水玻璃薄砂漿中，也可以將其預(yù)先加入所說的水玻璃溶液中，也可以預(yù)先或與其他兩種組分同時(shí)加入到所說的酸根中。
另外，在本發(fā)明的浸漬劑中，可以加入無機(jī)或有機(jī)的水玻璃硬化劑，如碳酸鹽、二氧化碳、碳酸水、氯化物、乙二醛等。
另外，所說的隔絕劑對鐵離子具有對所說的鈣離子表現(xiàn)出的同樣作用，所以它也可以起到防止地下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被腐蝕的作用。
本發(fā)明中使用的隔絕劑為縮合磷酸鹽，例如四聚磷酸鹽、六偏磷酸鹽和三聚磷酸鹽、乙二胺四乙酸、氮川乙酸、葡糖酸和酒石酸、其中取優(yōu)選的是縮合磷酸鹽。
一般來說，當(dāng)所說的混凝土在水或酸性水或酸性凝膠中養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土中的鈣會在短時(shí)間內(nèi)溶出，所說的水或凝膠的pH值會升高到11左右。
但是，另一方面，在包括含有酸根的水玻璃薄砂漿和隔絕劑的本發(fā)明的凝膠的情況下，所說的鈣的溶出明顯地減少并顯著地防止了所說的混凝土的中性化。
更具體地說，在本發(fā)明中，水泥水合物中的鈣與所說的隔絕劑反應(yīng)形成絡(luò)鹽，結(jié)果所說的鈣的特性消失。這意味著停止了鈣與所說的酸根、如硫酸根的反應(yīng)，并且通過在混凝土表面上形成涂覆層防止了從所說的混凝土中溶出鈣離子進(jìn)入地下水中，結(jié)果所說的混凝土的中性化也消失了。
因此，本發(fā)明除了具有防止對地下結(jié)構(gòu)的不利影響的作用外，還具有防止混凝土結(jié)構(gòu)中性化這樣的其它作用。另外，本發(fā)明表示出以所說的鐵離子與所說的隔絕劑反應(yīng)形成絡(luò)鹽，由此變?yōu)槎栊誀顟B(tài)的方式，對所說的鐵結(jié)構(gòu)也具有同樣的作用。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
1.使用的材料(1)混凝土樣品按照J(rèn)IS標(biāo)準(zhǔn)A1132制備直徑5cm，高10cm的混凝土樣品，所說的JIS標(biāo)準(zhǔn)A1132示出了用于強(qiáng)度試驗(yàn)的混凝土樣品的制備。
(2)水玻璃使用具有下列組分和性能的第3號水玻璃。
Na2O9.45%，SiO228.36%比重1.399，摩爾比3.10(3)酸根使用下列兩種具有酸根的化學(xué)物質(zhì)。
(a)硫酸工業(yè)用75%硫酸。
(b)硫酸氫鈉一級試劑(NaHSO4·H2O)
(4)隔絕劑使用下列6種隔絕劑(a)四聚磷酸鈉(Na6P4O13)(b)六偏磷酸鈉〔(NaPO3)6〕(c)酸式焦磷酸鈉(Na2H2P2O7)(d)三聚磷酸鈉(Na5P3O10)(e)乙二胺四乙酸二鈉(C10H14N2Na2O8·2H2O)(以下稱Na-BDTA)(f)檸檬酸鈉一級試劑(C6H5O7Na3·2H2O)(5)其它硬化劑使用下列兩種硬化劑(a)氫氧化鎂一級試劑〔Mg(OH)2〕(b)碳酸氫鈉一級試劑(NaHCO3)2.混凝土樣品的浸漬試驗(yàn)如圖1所示，將混凝土樣品5封入砂凝膠4(標(biāo)準(zhǔn)砂410g，混合物100ml)(或水泥薄砂漿4)中，該凝膠4是用表1中的各種混合物制備的。將封在所說的砂凝膠和水泥薄砂漿4中的兩個(gè)混凝土樣品用蓋子2封入裝有2500ml浸漬水3的容器1中，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使其保持在30±2℃的恒溫浴中。在六個(gè)月、一年和二年后，分別測定浸漬水的pH值。另外，六個(gè)月后，將浸漬水換成新的浸漬水，并使其保持在上述浴中六個(gè)月，然后再測定所說的新的浸漬水的pH值。另外，作為對比試驗(yàn)，如圖1中所示的一樣，將兩個(gè)所說的混凝土樣品分別封入3500ml的浸漬水3、碳酸氫鈉水溶液、硫酸水溶液和硫酸鈉水溶液中，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
3.所用的薄砂漿的混合，和浸漬水的pH值測定隔絕劑的量(g)/水玻璃中的SiO2的量(g)(以下列M/S)。其結(jié)果示于表1和表2中。
4.結(jié)果由表1和2可見，水、碳酸鈉水溶液和硫酸鈉水溶液的pH值分別增到12或更高。此外，硫酸水溶液的pH值也增到10或更高(見22-25號樣品)。這些事實(shí)意味著混凝土中的鈣溶出進(jìn)入水或水溶液。1、3和6號樣品表示未使用隔絕劑的樣品。
這些樣品規(guī)定為M/S＝0，且顯示出強(qiáng)堿性-pH高于11。
另一方面，其中分別含有隔絕劑的2、4、5和9-18的樣品(M/S＞0.04～0.05)表明pH值低于9。
7號樣品(M/S值為0.009)可見浸漬兩年后pH值為10.6。8號樣品(M/S值為0.028)可見pH值為9.5，9號樣品(M/S值為0.047)可見pH值低于9。
由這些結(jié)果可以明顯看出浸漬水的pH值隨著加入隔絕劑而降低。尤其是當(dāng)顯示隔絕劑的量的因數(shù)M/S值變成0.04-0.05或以上時(shí)，浸漬水的pH值變?yōu)?以下;而M/S值變高時(shí)，pH值降到7的水平。這些優(yōu)點(diǎn)可通過單獨(dú)使用隔絕劑(5，13，15，16，17號樣品)或與其它硬化劑一起使用隔絕劑而獲得。
19-21號樣品分別表明了約13的高pH值。在這些樣品中，pH值的增大并未中止。但是，分別使用隔絕劑的20和21號樣品與未使用隔絕劑的19號樣品相比，看來有較低的pH值。
此外，根據(jù)混凝土樣品的外觀試驗(yàn)，在砂凝膠或水泥砂漿中含隔絕劑的所有混凝土樣品表面上觀測到白色涂層。對于具有較高M(jìn)/S值的樣品來說，這種傾向是值得注意的。
5.混凝土樣品的強(qiáng)度試驗(yàn)對表2所示的樣品測定無測限抗壓強(qiáng)度。表3給出了結(jié)果。
表3中25號樣品是對照。
在該實(shí)施例中，混凝土樣品被浸在水中。因此，該樣品的強(qiáng)度不隨時(shí)間的延長而提高。
另一方面，本發(fā)明其它樣品的強(qiáng)度隨時(shí)間的延長而提高。
外觀試驗(yàn)中，混凝土樣品的表面上觀測到白色涂層，只是上述25號樣品例外。
6.混凝土樣品的水泥薄層和涂層分析如圖2所示，混凝樣品5封入均質(zhì)凝膠6，后者裝在容器1中，用蓋2封好，并保存6個(gè)月。表1中11號樣品用作均質(zhì)凝膠，6號樣品用作對照。被測樣品是以下A至C。樣品A是6個(gè)月后表1中11號樣品的均質(zhì)凝膠。樣品B是6個(gè)月后表1中11號樣品的劃痕涂層(膜)。樣品C是表1中11號樣呂的均質(zhì)凝膠(對照)。
這些單凝膠或涂層在105℃的溫度下干燥5小時(shí)，之后，分析諸成分。結(jié)果示于表4。
在樣品B中，與樣品A相比，含20倍Ca和5倍或5倍以上的P。這意味著凝膠中的隔絕劑與混凝土樣品溶出的Ca離子反應(yīng)形成不溶的膜層。該膜層證明，防止了Ca的溶出，而且還防止了外來離子的浸漬。
另外，就樣品而言，混凝土樣品表面上無涂層，因此，與樣品A相比，存在多種溶出成分，例如Ca，Al，F(xiàn)e。這表明，與樣品A相比，樣品C中的混凝土更明顯地被中性化。
因此，可從前述結(jié)果了解到以下情況(1)混凝土表面上形成了白色涂層。
(2)從混凝土中溶出堿停止了，并防止了混凝土的中性化。
(3)強(qiáng)度隨時(shí)間的延長而增大。
在上述實(shí)施例中，硫酸根用作酸根，它對混凝土產(chǎn)生了強(qiáng)有力的影響。當(dāng)然，使用其它酸根將會得到同樣結(jié)果。
本發(fā)明的水玻璃薄層(含酸根，尤其是硫酸根)包括一種隔絕劑作為有用成分，因此在混凝土表面上形成了鈍化白色涂層，防止了從混凝土中溶出堿，提高了混凝土的強(qiáng)度，也改進(jìn)了混凝土的耐久性。
所以，本發(fā)明對地盤中的混凝土構(gòu)件不產(chǎn)生有害影響。
權(quán)利要求
1.一種地盤浸漬劑，它包括水玻璃、酸根和隔絕劑作為有效成分。
2.如權(quán)利要求1所述的地盤浸漬劑，其中所述酸根是硫酸根。
3.如權(quán)利要求1所述的地盤浸漬劑，其中所述隔絕劑是縮合磷酸鹽。
4.如權(quán)利要求3所述的地盤浸漬劑，其中所述隔絕劑是選自四聚磷酸鹽、六偏磷酸鹽和三聚磷酸鹽的隔絕劑的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的地盤浸漬劑，其中所述隔絕劑是選自乙二胺四乙酸、氮川三乙酸、葡糖酸和酒石酸的一種或多種。
全文摘要
一種對地下混凝土構(gòu)件沒有有害影響(如腐蝕、龜裂等)的地盤浸漬劑，它防止了混凝土中性化，由此改進(jìn)了混凝土構(gòu)件的耐久性。這些優(yōu)點(diǎn)是通過提供一種地盤浸漬劑實(shí)現(xiàn)的，所述浸漬劑包括水玻璃、酸根和隔絕劑作為有效用成分。
文檔編號C04B28/26GK1086567SQ9311447
公開日1994年5月11日 申請日期1993年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月6日
發(fā)明者栢原健二, 島田俊介 申請人:強(qiáng)化土工程株式會社