[发明专利]维修水泥体系的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种维修水泥体系的方法以及利用该方法获得的水泥体系。

背景技术

当今正在使用的大多数饮用水容器由矿物性水泥胶结建筑材料与不同材料构成的衬体构成。此类饮用水容器，尤其是基于钢筋混凝土的饮用水容器，有多种多样的用途。混凝土内表面的使用寿命约为20年，这就引起了对维修产品的需求。主要使用水泥胶结体系作为维修产品。所述的这些体系指的是遭受饮用水天然侵蚀机理的所谓多孔建筑材料。长此以往这就会导致维修产品毁坏。

与此同时，使得维修产品，也就是水泥胶结体系毁坏的破坏机理亦已为人所知。其中存在着各种不同的侵蚀机理，例如浸出、溶解性侵蚀和水解腐蚀。

已知的体系试图通过限制扩散能力而将可能的浸出，也就是氢氧化钙(Ca(OH)₂)的损失或分解减小到最低程度。这里起作用的尤其是所用维修产品的孔隙度。

在水泥与水的反应中，会在复杂的化学反应过程中形成所谓的水合物相，其中大部分是水合硅酸钙(CSH相)。除此之外，还会释放出以水泥重量计大约20％的氢氧化钙。绝大部分氢氧化钙作为固体嵌入水泥基体中。少部分溶解于将水泥胶结材料的孔体系填满的孔隙溶液之中。该溶液是水泥胶结材料具有大约12.3～13.0较高pH值的原因。

邻近的(anstehende)水明显有别于孔隙溶液的组成。因此就会产生浓度差，这就会导致称作扩散的输运现象。从涂层中溶解出来的离子迁移到邻近的饮用水之中，这会引起水泥的浸出。如果是软水，也就是碱和碱金属贫乏的水，则由于浓度差比较大，扩散作用就会增强，其中尤其是水泥胶结涂层中的碱金属和碱土金属(例如钠离子、钾离子、镁离子和钙离子)会发生迁移。由于含有钠离子、钾离子和镁离子的化合物因其溶解性较高而会或多或少完全溶解于孔隙溶液之中，因此它们与钙离子相比很快就会被浸出。在此过程中，以上提及的水合产物(也就是CSH相)与孔隙水处于化学平衡。

如果在与水持久接触时产生孔隙溶液中钙离子浓度的减小，那么就会首先溶解嵌入在水泥基体中的固体氢氧化钙以维持平衡。该过程将会一直进行，直至全部氢氧化钙浸出。接着将会释放结合在CSH相中的钙离子，以稳定固相(水泥)和液相(孔隙溶液)之间的化学平衡。以上所述钙离子输送到邻近水中的现象最终会导致完全浸出，从而导致水泥胶结涂层分解。只有在涂层完全分解之后才能由于起砂(Absanden)而肉眼辨别的浸出程度，例如可以通过测定氢氧化钙含量以及孔隙度变化而定量地分析得出。

所有已知的方案均基于这样的原因：在砂浆中可以化学结合一定量的氢氧化钙，并且它们根据负载情况经过一段时间之后就会分解，并且混凝土替代物将不再具有抵抗力(Widersandskraft)。为了延缓这种分解过程，尤其可尝试从外部或者通过调整其配方防止砂浆发生这种浸出过程。

关于调整配方的已知措施和关于应用方法的规定，旨在减小砂浆的总孔隙度，使得所制得的表面能实现最大密封性，从而尽可能延缓浸出过程。但这些措施仍然有其局限性。例如由于国家规定，某些有机成分只能限制使用，并且除了所期望的效果之外，也会在砂浆中招致不利的性能，因为有机成分会成为植被的培养基，这可能会引起水中萌芽。此外，这些已知的措施在某些程度上具有局限性，例如不能任意降低水灰比，否则将会使得砂浆不再能被加工。但是已知方案的主要缺点是，它们仅仅遵循着延缓浸出过程的目标。然而这只能一时地取得有限的成效，因为无法完全阻止浸出过程。

发明内容

本发明的任务在于克服现有技术的缺点并且提供一种维修水泥体系的方法，所述方法能减少维修产品的分解并且由此显著延长其使用寿命。

令人惊奇的是，采用根据权利要求1的一种维修水泥体系的方法可解决这一任务，所述方法包括以下步骤：

a)将设有孔的填充体间隔地固定在待维修的水泥体系上，

b)将砂浆施加到待维修的水泥体系和设有开孔的填充体上，并且

c)将含有碱储存体(Alkalispeicher)的水泥引入到设有开孔的填充体之中，使得含有碱储存体的水泥与砂浆接触。

与只能在时间上有限地减小浸出过程的现有技术不同，本发明采用了一条完全不同的储备途径。减少孔隙水中少量存在的、但是也以晶体形式存在的碱储备(Alkalidepots)的分解仅仅是本发明的次要目标。本发明的重点更多地在于持久充分提供碱储库，也就是通过充分提供氢氧化钙使得维修产品的分解大大延缓并且显著提高其寿命，从而抵抗浸出过程。