混凝土表面硬化剂的技术背景

    混凝土是现代社会的基础，在日常生产和生活中几乎各个方面都直接或间接地接触到混凝土，它被广泛应用在各种土木建筑结构里，如各种建筑物、马路、桥梁、水坝和防洪堤、码头等，人类活动已经离不开混凝土的使用。混凝土由粗的颗粒状集料和水泥水化物组成。在进行混凝土施工时，水泥成分与水发生非常复杂的化学反应，生成坚硬的水合物，把填充其中的集料胶结在一起，形成抗压强度很高的结构体。但是由于水泥硬化的固有过程，混凝土具有无法避免的缺点：微观结构里含有大量互相贯通的毛细孔。为了获得较好的流动性和施工性能，在配料时加入比水泥水化实际需要量大得多的水，过量的水在混凝土硬化和干燥时逐渐蒸发析出，在原先占有的位置形成大量的毛细孔。加入的水越多，毛细管越多，孔隙率越大，混凝土的性能降低越厉害。环境中的酸性物质如二氧化碳、氮的氧化物、二氧化硫等和水通过毛细孔进入混凝土内部，令混凝土发生碱碳反应和碱硅反应，引起混凝土的体积膨胀，并腐蚀结构中的钢筋，进一步造成强度下降，严重影响到混凝土结构的安全性，缩短混凝土的使用寿命。在我国主要以强度在C20-C30的低强度混凝土为主，低设计强度的混凝土的抗渗透能力不强，使用性能和寿命更容易受到有害物质的腐蚀。以上原因造成混凝土地面极易产生灰尘、强度下降快、容易磨损、不美观，使用性能随时间急剧降低。我国每年用在混凝土防腐与钢结构防腐的费用达到几千亿元。
    现今对混凝土的保护主要是涂刷溶剂性涂料。涂料在混凝土表面形成完整的保护膜，隔绝各种腐蚀性物质侵入，也阻止了混凝土内部的水气的释放。但是涂料不会改善混凝土强度。漆膜具有一定的使用年限，在超过使用年限时会老化脱落，基本失去保护功能，必须完全打磨去除旧油漆，重新涂装来保证防护的效果。平常涂层的局部损伤也会使保护作用大打折扣。局部修补不仅费用高，还影响到生产的正常进行。涂料通常含有大量挥发性有机溶剂和活性稀释剂，涂装后完全释放到大气中，对人体和环境存在极大的危害。随着人们对环境的要求日趋严格，溶剂逐渐被禁止使用。一种能彻底保护混凝土的新技术显得非常迫切。