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张丹武1 乔亚玲2 高国义1
摘 要：介绍了渗透型液体硬化剂发展历史以及JC/T2158-2012《渗透型液体硬化剂》建材产品标准概况，分析了产品标准应用几年来出现的问题，并提出了修订该产品标准的建议。
关键词：渗透型液体硬化剂；应用问题；修订建议
渗透型液体硬化剂，译于英文词组“Liquid concretedensifer”，主要起源于美国，最早应用于军工，第二次世界大战后逐渐转为民用。1949 年美国CurecreteChemical Company,Inc 生产的渗透型液体硬化剂产品Ashford FormulaTM 应用于凯迪拉克汽修厂旧地翻新项目，是其在民用建筑的第一个标志性项目，至今已使用60 多年。
渗透型液体硬化剂在上个世纪九十年代进入中国，成功应用于麦德龙商城、沃尔玛超市、宜家家居地下停车场、江苏省烟草公司厂房等项目。目前我国混凝土地面年施工面积约为2.6 亿平方米，每3-5 年需要一次修补维护，每10 年需要彻底翻新一次。使用渗透型液体硬化剂后的混凝土地面，只需日常的清洁就可以达到维护保养的功效，能延长混凝土使用寿命达10 年以上，有效降低了翻新率以及重新施工的高额费用，每年可节省施工费用80 亿元。
因此，渗透型液体硬化剂在地坪应用中一度扮演神奇的角色，各大生产商纷纷引进产品或研发国产，市场一片红红火火的局面，假货漫天飞，随意夸大产品作用的广告比比皆是。为了规范行业市场，工信部于2012 年发布了JC/T2158-2012《渗透型液体硬化剂》建材行业产品标准，产品标准的出台对于当时的市场乱象具有一定的遏制作用，但随着人们认识的提高以及该类产品在市场的广泛应用，该标准的一些短板慢慢显现出来。比如未对锂基硬化剂进行定性导致其他不明成分的假冒产品混入市场，标准中样品的制备与实际施工差别太大，性能表征出现与实际明显不符的现象。本文着力从近三年来标准应用现状来分析未来标准修订的方向。
1 渗透型液体硬化剂产品标准简况
根据工业和信息化部工信厅科[2010]74 号文件《2010年第一批行业标准制定修订计划》，建材行业产品标准《渗透型液体硬化剂》（项目号2010-0629T-JC），由中国建筑材料联合会地坪材料分会和中国建筑材料检验认证中心（现中国建材检验认证集团股份有限公司）联合主编。标准编制经过验证试验阶段、征求意见稿形成阶段、送审稿形成及审核阶段、报批阶段，最终于2012 年12 月28日发布，标准号为：JC/T2158-2012。
以下简单介绍JC/T2158《渗透型液体硬化剂》产品标准内容。
1.1 标准技术要求
1）外观：渗透型液体硬化剂为无色、透明、均匀液体。
2）物理性能项目及要求见表1。
1.2 标准主要试验方法简述
1.2.1 基准试件制备：
基准砂浆的配合比为基准水泥:ISO 标准砂: 水=1:3:0.5（质量比），基准砂浆搅拌后灌入符合JG3019的150 立方体模中，用捣棒插捣20~30 次，将成型面抹平，然后在标准试验条件下养护28d。
28d 后将养护好的基准砂浆垂直于成型面进行切割，试件表面应平整，试验时使用切割面，切割后的试件在72h 内进行试件制备。基准砂浆见图1。尺寸为（140×140×25）mm3 未浸泡过液体硬化剂的试件作为基准试件。将切好的尺寸为（140×140×25）mm3 基准试件浸泡在液体硬化剂中24h，取出后在标准试验条件下养护7d 作为受检试件。
1.2.2 主要试验方法
1）外观：目测
2）固含量：按GB/T16777-2008 中第5 章的规定进行。称取约2g 试样，试验温度为（105±2）℃
3）pH 值：按GB/T8077-2000 中第7 章的规定进行。
4）24h 表面吸水量
按JC/T902-2002 中5.7.1 测3 块受检试件，结果取中值。
5）耐磨度比
按JC/T906-2002 中7.6.3 的规定分别测定5 块基准试件和5 块受检试件的耐磨度，结果计算按JC/T906-2002 中7.6.4 的规定进行。
6）VOC 挥发性有机化合物
按GB18582 的规定进行测定。
2 液体硬化剂产品现行标准应用出现的问题
JC/T2158-2012《渗透型液体硬化剂》建材行业标准的发布，对于当时地坪行业来讲是一份非常及时的产品标准，解决了当时该类产品无标可依的现状，同时对于此类材料在地坪行业应用起到非常积极的作用。随着我国经济发展水平的增长以及科研人员对该类材料认识的提高，现有标准中的技术内容问题逐步显现，以下将三年来标准应用出现的问题进行阐述。
2.1 缺少对该类产品定义的描述
渗透型液体硬化剂虽然已经有六十多年的应用历史，但是其所在行业太小太窄，国外很少介绍此类材料的科研情况，我国相关学者也未关注到此类材料的发展。材料引进至中国一直被神化，该类材料一直处于神神秘秘的角色。其基本组成成分、作用机理一直无相关科研机构研究。在未弄清楚产品的实际作用机理的情况下，2012 年发布的产品标准并未对该类产品的定义进行描述。近年来北京工业大学王子明教授对渗透型液体硬化剂进行深入研究，对氟硅酸盐类、硅酸盐类渗透型液体硬化剂作用于混凝土表面机理进做了科学阐述[1]。明晰了产品作用机理才能对产品进行准确分类，才能提出相应的技术要求。
2.2 试验试件制备存在问题
在本文1.2.1 中详细介绍了渗透型液体硬化剂产品标准中关于基准砂浆试件制备的内容，由于渗透型液体硬化剂是依附在水泥基材料表面才能显现其作用，因此基准砂浆或者混凝土的品质直接影响材料的应用效果。现有标准中基准砂浆试件所用基准水泥属于P.O52.5 级，胶砂比为1:3，水灰比1:0.5，分析认为水泥强度过高、胶砂比过高、加水量过低使得基准试件自身强度较高，孔隙率低[1]，表面作用渗透型液体硬化剂后很难再有所作为。
在JC/T2158 中，试验试件制备时需要浸泡在渗透型液体硬化剂内24h，然后取出后在标准试验条件下养护7d 进行各项应用性能测试。试验试件制备浸泡过程和实际应用差别较大，在实际施工时，施工过程为多次喷洒-养护- 抛光，现行标准未很好的和实际施工相对应。另外，根据研究表明浸泡时间太长，氟硅酸盐液体硬化剂会导致水泥基材料酸性破坏，反而降低了耐磨度[1]。
2.3 规定产品仅为碱性不科学
从表1 我们可知2012 版产品标准要求pH 值≥ 11，也就是规定产品必须为碱性材料才能使用。出现这种规定也是在当时标准制定时对产品种类以及作用机理不明的结果，王子明教授对氟硅酸盐、硅酸盐液体硬化剂作用机理研究表明酸性和碱性是两种不同的都对混凝土表面强度有提高作用的材料，碱性材料虽然技术要求较高，但钠基硬化剂存在导致水泥基材料出现碱- 集料反应破坏[1] 的现象。
2.4 耐磨度表征材料耐磨性不直观
耐磨度是GB/T16925-1997《混凝土及其制品耐磨性试验方法（滚珠轴承法）》中对材料耐磨性的表述，该标准源自于澳大利亚标准MA20《混凝土异型路面砖》附录D，通过一组数值的计算来获得耐磨度。无论是对于生产商还是用户，耐磨度数值太专业，无法直观感受。另外，由于我国建材行业试验设备较为落后，滚珠轴承耐磨仪自上世纪九十年代至今未升级，设备简陋、精度低、准确度差，在实际试验操作过程中带来较大的不确定因素，严重影响了材料耐磨性的评价。
3 硬化剂产品标准修订的建议
已在执行的JC/T2158-2012《渗透型液体硬化剂》产品标准自身存在第2 章描述的一些问题，除此之外，还存在硬化剂材料定性问题、表面硬度表征问题以及实际应用性能缺少问题。结合国内外使用现状，对未来标准修订提出以下建议：
3.1 将硬化剂准确分类
随着我国科学研究的进展，渗透型液体硬化剂的身影越来越清晰，氟硅酸盐类、硅酸盐类液体硬化剂作用机理已经理清，通过作用机理可以明确分为两类，并可依据主要成分给出两类产品的准确定义。在物理性能要求中可实际报出pH 值有利于用户选择。
3.2 试验基材制备进行改进
降低试验基材所用水泥标号、降低灰砂比、提高加水量，制备品质较差的试验基材才能很好的将使用硬化剂前后的效果做出明显对比。改变现有浸泡制度，结合实际施工反复喷洒- 养护- 抛光，将有利于应用性能的测试的开展（防滑性等）。
3.3 钠基、钾基、锂基硅酸盐类硬化剂的定性
对于硅酸盐类渗透型液体硬化剂，钠基、钾基应用又导致水泥基材料碱- 集料破坏，而Li- 对已发生碱- 集料反应的水泥基材料有一定的抑制作用[2]，使用锂基硬化剂还可以因使用钠基、钾基而导致的水泥基材料泛碱问题，对于硬化剂的装饰性有较大的改进。锂基硅酸盐硬化剂价格昂贵，定性后也有利于区分产品的品质。
3.4 耐磨性试验方法应更客观、科学
本文第2 章分析了耐磨度表征耐磨性的缺陷，较为客观的耐磨性表征是通过仪器设备磨耗试件前后质量差或者体积差是最有效、最直观的方式。研究国内外地坪耐磨性试验方法，笔者认为依据EN13892-4 地面砂浆及找平层测试方法耐磨性的测定（BCA 法）时机已经成熟，方法更为科学，仪器设备稳定性更好。
3.5 表面硬度性能应增加
现行液体硬化剂产品标准中并未对应用后试件表面硬度进行表征，导致市场表面硬度表征乱象丛生，最典型的使用莫氏硬度。莫氏硬度表示矿物硬度的一种标准。1812 年由德国矿物学家莫斯(FrederichMohs) 首先提出。硬度值并非绝对硬度值，而是按硬度的顺序表示的值。是一个定性值，而非定量值。在矿物学上，莫氏硬度应用方便，野外作业寻找矿物时常采用。如指甲硬度约2.5，铜币为3.5-4，钢刀为5.5，玻璃为6.5。液体硬化剂处理后的水泥基材料表面硬度表征应用莫氏硬度表征硬度与莫斯(FrederichMohs) 的初衷完全不一致。
3.6 功能性指标应增加
实际应用时，防滑是一个重要指标，应该在产品物理性能中增加，改进了试验试件的制备过程，对试件进行标准化抛光，有利于测试液体硬化剂应用后防滑性能的测试。
4 结 语
综上所述，结合近几年渗透型液体硬化剂应用现状以及产品标准应用出现的问题，建议JC/T2158-2012《渗透型液体硬化剂》建材行业产品标准尽快修订，提高渗透型液体硬化剂产品标准的适用性、科学性和有效性，将在现有标准的基础上会更好的提升我国渗透型液体硬化剂应用技术水平，对于地坪行业做出更大的贡献。
参考文献
[1] 李珏, 王子明. 渗透结晶型液体硬化剂表面处理方法及作用机理研究[J]. 混凝土与水泥制品,2015 年第6 期
[2] 于洋, 李国忠. 锂盐对水泥砂浆碱骨料反应抑制效果的研究[J]. 混凝土,2009 年第3 期
