ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、コロイドシリカ：あなたのプロジェクトに最適なコンクリート強化剤はどれ？

東南アジア、ヨーロッパ、アジアのコンクリート床施工業者、建設化学品メーカー、および産業用床メンテナンスチーム向けに、3種類の反応性ケイ酸塩系強化剤が提供されています。ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、コロイド状シリカはすべてコンクリートに浸透し、水酸化カルシウムと反応してケイ酸カルシウム水和物を形成します。これら3種類はすべて表面硬度を向上させ、粉塵の発生を抑制します。しかし、分子サイズ、反応安定性、アルカリシリカ反応リスク、高密度コンクリートや研磨コンクリートでの性能は大きく異なるため、適切な製品を選択しないと、用途に必要な性能を十分に発揮できない可能性があります。

それぞれの高密度化剤とは何か、そしてどのように機能するのか

ケイ酸リチウム CAS 10102-24-6は、分子式Li2SiO3の無機浸透性硬化剤です。透明で無臭の液体で、pHは約11です。分子中のリチウムイオンは、3種類のアルカリケイ酸塩の中で最も小さいため、表面飽和前に最も小さな粒子サイズと最も深いコンクリート浸透を実現します。反応生成物であるケイ酸カルシウム水和物は非常に安定しており、水に不溶性であるため、湿式洗浄や化学物質への曝露による溶解に抵抗する、永続的な硬化効果が得られます。

ケイ酸ナトリウムは、酸化ナトリウムと二酸化ケイ素から製造される、最も古く、最も広く利用されているコンクリート強化剤です。低コストで新しい多孔質コンクリートに十分な硬化効果をもたらしますが、ケイ酸リチウムと比較すると、2つの性能上の制約があります。第一に、分子サイズが大きいため、緻密なコンクリートや既に粉砕されたコンクリートへの浸透深度が制限されます。第二に、ナトリウムイオンがコンクリートの細孔溶液にアルカリを供給し、反応性骨材を含むコンクリートではアルカリシリカ反応を引き起こし、構造物の耐用年数にわたって徐々に膨張やひび割れが生じる可能性があります。

コロイドシリカは、ナノサイズの非晶質二酸化ケイ素粒子を水に懸濁させたものです。アルカリイオンを導入することなくコンクリートに浸透し、アルカリケイ酸塩系緻密化剤とは異なるメカニズムで水酸化カルシウムと反応してケイ酸カルシウム水和物を形成します。コロイドシリカは、そのナノ粒子サイズにより、より大きなケイ酸塩分子では到達できない浸透性を実現できるため、緻密でしっかりと粉砕されたコンクリートに優れた表面硬度をもたらしますが、リチウムケイ酸塩やナトリウムケイ酸塩よりも大幅に高価です。

完全な性能比較

ケイ酸ナトリウムが適切な選択肢となる場合

ケイ酸ナトリウムは、反応性骨材が存在せず、予算が主な制約であり、コンクリートが研磨されたり、継続的な湿式洗浄にさらされたりしない非構造用途の新しい高多孔質コンクリートに適しています。反応性骨材が問題にならず、床が研磨されない内陸部の市場における新しい倉庫スラブの基本的な粉塵抑制には、ケイ酸ナトリウムは最も低い材料コストで十分な性能を発揮します。

コンクリートに反応性骨材が含まれている場合、床を機械的に研磨する場合、下地が緻密であるか、または既に処理されている場合、あるいは表面が、溶解性の高いケイ酸ナトリウムの反応生成物を時間とともに溶解させる可能性のある化学洗浄剤にさらされる場合、ケイ酸ナトリウムは不適切な選択肢となります。

コロイドシリカが最適な選択肢となる場合

コロイドシリカは、表面硬度の均一性とアルカリ成分のゼロという両方の要件を満たす、最高級の研磨コンクリート用途において、技術的に最も優れた選択肢です。外観と衛生面の両方が重要な仕様となる、高光沢の小売店の床、美術館の床、食品加工施設の床などでは、コロイドシリカは、緻密に研磨された表面において、アルカリケイ酸塩製品では到底及ばない性能を発揮します。表面品質が最優先されるこれらの高級用途においては、コロイドシリカの大幅なコスト増は正当化されます。

ケイ酸リチウムが最適な選択肢となる場合

ケイ酸リチウムとケイ酸ナトリウムの比較比較の結果、商業用および工業用コンクリート床材用途の大部分を占める4つの特定の条件下において、一貫してケイ酸リチウムが優れていることが示された。

反応型総合リスク：希少で貴重な鉱物であるケイ酸リチウムナトリウムやカリウムなどのアルカリを含まず、アルカリシリカ反応にも寄与しません。骨材の反応性が不明確な場合や確認されている場合、ケイ酸リチウムはASRリスク評価なしで安全に指定できる唯一のアルカリケイ酸塩系強化剤です。

研磨コンクリート用途：ケイ酸リチウムは、分子サイズが小さいため、400番以上の研磨材を使用した場合、ケイ酸ナトリウムよりも細かい細孔構造のコンクリート内部に深く浸透します。これにより、ダイヤモンド研磨による硬度変化がより均一になり、光沢の発現も向上します。60GU以上の商業用光沢レベルを目指すプロ仕様の研磨コンクリート施工においては、ケイ酸リチウムが標準仕様となっています。

密度の高いコンクリートまたは以前に処理されたコンクリート：既存の倉庫の床、古い工業用スラブ、および以前に密封された低吸収性の表面は、ケイ酸ナトリウムよりもケイ酸リチウムの方がよく反応します。これは、分子サイズが小さいため、より低い吸収率で表面が飽和する前に浸透できるためです。

湿式洗浄時の長期耐久性：水不溶性ケイ酸カルシウム水和物反応生成物ケイ酸リチウム無機処理持続的な湿式洗浄や化学薬品への曝露下でも表面硬度と低多孔性を維持する一方、溶解性の高いケイ酸ナトリウム反応生成物は、繰り返しの化学洗浄によって徐々に除去され、時間の経過とともに緻密化効果が低下する。

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EastChemは、信頼できるケイ酸リチウム強化剤サプライヤーとして、標準濃度および高濃度グレードのケイ酸リチウム（CAS 10102-24-6）を、世界中の建設化学品メーカー、研磨コンクリート施工業者、工業用床処理専門業者に提供しています。当社の製造はISO 9001、ISO 14001、ISO 45001の認証を取得しており、製品は欧州市場への参入に必要なREACH規制に準拠しています。固形分、pH、粒度はすべての製造バッチで検査され、バッチごとの証明書が標準で提供されます。

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よくある質問

リチウムケイ酸塩は、ナトリウムケイ酸塩よりも高価なのはなぜですか？

リチウム化合物は、天然におけるリチウムの存在量が少なく、抽出プロセスもより複雑であるため、ナトリウム化合物よりも原材料費が高くなります。しかし、高密度コンクリート、研磨コンクリート、反応性骨材基材に対するケイ酸リチウムの優れた性能は、表面品質と長期耐久性が主要な性能基準となるほとんどの商業用および工業用床材用途において、そのコスト増を正当化するものです。

ケイ酸リチウムとコロイド状シリカを同じ床材に併用することは可能ですか？

はい。高級研磨コンクリート製品で一般的に用いられる手法は、まず400番の研磨剤で表面を緻密化した後、ケイ酸リチウムを塗布し、次に800番の研磨剤で表面を細かく研磨した後、コロイド状シリカを塗布して表面層の硬度を最適化し、最後に仕上げ研磨を行うというものです。この組み合わせにより、ケイ酸リチウムによる表面処理のコスト効率と、コロイド状シリカによる仕上げ研磨の表面品質向上というメリットを両立させることができます。

効果的な緻密化には、ケイ酸リチウムを何回塗布する必要がありますか？

ほとんどのコンクリート床の緻密化プログラムでは、1～2回の塗布が標準です。1回目の塗布は、1リットルあたり10～15平方メートルの推奨塗布量で行い、2～4時間反応させた後、表面にまだ吸水が見られる場合は2回目の塗布を行います。標準的なコンクリートに2回塗布することで、追加の塗布で発生する可能性のある未反応のケイ酸塩残留物による表面の白化リスクを高めることなく、十分な緻密化効果が得られます。