應(yīng)用丙乳對(duì)水工建筑物混凝土表面缺陷處理

曾 勝

摘 要:混凝土(砂漿)缺陷基面采用丙乳進(jìn)行修補(bǔ)能有效地提高混凝土(砂漿)的防水、抗裂等性能,可以在老混凝土建筑物的修補(bǔ)工程中被廣泛推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:丙乳砂漿;表面缺陷;基本原理;特性;施工工藝

1 前言

水工建筑混凝土受結(jié)構(gòu)應(yīng)力及溫度應(yīng)力的影響,其表面會(huì)逐漸出現(xiàn)許多縱橫交錯(cuò)的不規(guī)則微裂紋,空氣中碳酸氣的侵入(碳化)及其他環(huán)境中的化學(xué)氣體的侵入加速混凝土的碳化,致使這些裂縫發(fā)展、擴(kuò)大,混凝土慢慢地就剝落、露出鋼筋,表面裂縫發(fā)展成為結(jié)構(gòu)裂縫。混凝土裂縫的產(chǎn)生、發(fā)展,在影響建筑物美觀的同時(shí),將危害水工混凝土建筑物的整體性和穩(wěn)定性,使建筑物的安全運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅,影響到工程經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因而選用力學(xué)性能優(yōu)且具有良好水工特性的修補(bǔ)材料是保證混凝土建筑物正常運(yùn)行的關(guān)鍵。丙乳砂漿因具有與老混凝土較高的粘結(jié)強(qiáng)度以及較低的彈性模量,而被廣泛應(yīng)用在老混凝土建筑物的修補(bǔ)工程中。

2 表面微裂縫的形成

由于混凝土(砂漿)在水化反應(yīng)時(shí)體積收縮,混凝土(砂漿)就會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力而出現(xiàn)微裂縫。當(dāng)微裂縫受結(jié)構(gòu)應(yīng)力或溫度應(yīng)力時(shí),裂縫就會(huì)擴(kuò)展,從而與其他裂縫相互貫通延伸,在水泥漿與砂子界面處的粘結(jié)力最弱,容易在界面形成裂縫。

3 丙乳作用的基本原理

丙乳是丙烯酸脂共聚乳液的簡(jiǎn)稱,是一種高分子聚合物的水分散體,是一種水泥改性劑,是由南京水利科學(xué)研究院科研成果直接轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品, 1986年已通過水利部鑒定,1988年獲國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。已列入《工業(yè)建筑防腐設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50046-95)作為化工耐腐蝕材料。在混凝土(砂漿)基面涂抹純丙乳漿,聚合物纖維越過微裂縫,起到橋架作用,縫間都有聚合物纖維相連,所形成的均質(zhì)聚合物框架,作為填充物跨過已硬化的微裂縫,限制微裂縫的擴(kuò)展,即使在溫度應(yīng)力的作用下產(chǎn)生裂縫,裂縫的作用范圍和產(chǎn)生的破壞也很有限;同時(shí)聚合物膜填充了水泥漿體的孔隙,切斷了孔隙與外界的通道,起到密封的作用,有效地阻止水分和空氣中碳酸氣的侵入。

4 丙乳的特性

丙乳加入水泥砂漿后為丙乳砂漿,具有優(yōu)異的粘結(jié)、抗裂、抗凍、防滲、防腐、抗氯離子滲透、耐磨、耐老化等性能。丙乳的特性由丙乳砂漿的性能得到集中體現(xiàn)。

4.1 該產(chǎn)品無(wú)毒、無(wú)害、對(duì)環(huán)境無(wú)污染,屬綠色環(huán)保型產(chǎn)品。施工方便、成本低,以及密封作用,能夠達(dá)到防止老混凝土進(jìn)一步碳化,延緩鋼筋銹蝕速度,抵抗剝蝕破壞的目的。

4.2 優(yōu)異的粘結(jié)性能。既可人工涂抹,也可機(jī)械噴涂。適合于潮濕面粘結(jié),與基礎(chǔ)溫度適應(yīng)性好,耐大氣老化。丙乳砂漿與同灰砂比普通水泥砂漿相比,與老砂漿及鋼板的粘結(jié)強(qiáng)度提高4倍以上,并且還克服了環(huán)氧砂漿常因其膨脹系數(shù)大于基底混凝土而易開裂脫落的缺點(diǎn)。適合潮濕面粘結(jié),丙乳砂漿不僅和老砂漿(混凝土)有很高的粘結(jié)強(qiáng)度,而且它的彈性模量、熱膨脹系數(shù)與基底混凝土更接近,是一種非常優(yōu)異的新老混凝土粘結(jié)和修補(bǔ)材料。

4.3 抗?jié)B能力強(qiáng)。丙乳砂漿的密實(shí)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于同灰砂比普通砂漿,抗氯離子滲透能力提高8倍以上?？顾疂B透性提高3倍以上,2天吸水率降低10倍。

4.4 耐腐蝕性能好。丙乳砂漿能耐2%以下硫酸,5%以下鹽酸、硝酸和氫氟酸,20%以下氫氧化鈉、氨水、尿素、乙醇、苯及多種鹽類的腐蝕。

4.5 優(yōu)異的抗凍性能?？焖賰鋈谘h(huán)300次,丙乳砂漿的相對(duì)彈性模量仍在95%以上,失重幾乎接近于零。

4.6 力學(xué)性能顯著提高。與同灰砂比普通水泥砂漿相比,抗拉、抗折強(qiáng)度分別提高35%和50%。極限引伸率提高1-3倍。彈性模量降低,收縮減少,抗裂性能顯著提高。

4.7 抗老化性能好。經(jīng)2160小時(shí)碳弧燈紫外加速老化,性能同普通水泥砂漿。

5 丙乳的施工工藝

5.1 使用方法

丙乳需貯存在0℃以上的環(huán)境中,保存期一般為2年,丙乳砂漿施工要求氣溫高于5℃。

其中使用的水泥及砂子均需滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定。

施工流程:水工建筑物混凝土表面缺陷處清理鑿毛——表面清水沖洗并吸水飽和——基面丙乳凈漿打底——鋪筑丙乳砂漿——養(yǎng)護(hù)。

5.1.1 表面清理鑿毛

施工前須清除缺陷表面處的污物、塵土和松軟、脆弱部分,并對(duì)基面進(jìn)行人工鑿毛(深度為1～2 mm),在薄層修補(bǔ)區(qū)的邊緣還宜鑿一道V形槽以增加修補(bǔ)面與老混凝土面的粘結(jié)。

5.1.2 清水沖洗飽和

用清水將鑿毛后的混凝土表面沖洗干凈。施工前應(yīng)使待施工面處于飽和狀態(tài)(但不應(yīng)有積水)。

5.1.3 丙乳凈漿打底

在涂抹丙乳砂漿前,修補(bǔ)面上需用丙乳凈漿打底,凈漿配比為:丙乳:水泥=1:2(kg),在凈漿未硬化前即鋪筑丙乳砂漿,可達(dá)到最佳的粘結(jié)效果。

5.1.4 丙乳砂漿的配比及鋪筑

根據(jù)工程要求,選定灰砂比及丙乳摻量。防腐抗?jié)B要求高的混凝土工程.應(yīng)選1:1.15～l:2砂漿。丙乳摻量為水泥用量25%～30% :要求較低者,丙乳摻量15%～20%。施工前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水泥和砂子及工地和易性要求通過試拌確定水灰比。每次拌制的砂漿,要求能在30～45 分鐘內(nèi)使用完,不宜一次拌和過多。修補(bǔ)面積較大時(shí),可隔塊跳開分段施工或采用機(jī)械噴涂。

5.1.5 養(yǎng)護(hù)

丙乳砂漿表面略干后,采用薄膜覆蓋,一晝夜后,再灑水養(yǎng)護(hù)7天即可,在陽(yáng)光直射或風(fēng)口部位還需注意遮陽(yáng)、保濕。

6 施工中容易出現(xiàn)的問題及措施(分析總結(jié))

6.1 溫度控制

施工用的丙乳原液一定要在適宜的溫度下密封保存,防止乳液變質(zhì)。施工時(shí)的溫度不宜過高和過低.否則施工中的各環(huán)節(jié)都會(huì)受到影響。

6.2 鑿毛深度的控制

鑿毛時(shí)一定要把老化的混凝土表層清除干凈,鑿毛深度要一致,不可深淺不一,否則將會(huì)使鋪筑的砂漿厚度不一致.從而出現(xiàn)局部粘結(jié)不好和產(chǎn)生后期裂縫。

6.3 基面沖洗飽和控制

基面要用水徹底沖洗干凈,在凈漿打底前一定使基面混凝土吸水達(dá)到飽和狀態(tài),否則鋪設(shè)丙乳砂漿中的水分將容易被基底混凝土吸走,從而改變砂漿水灰比,影響材料性能及質(zhì)量。

7 結(jié)束語(yǔ)

丙乳砂漿具有優(yōu)異的抗?jié)B性、抗腐蝕性、抗凍融性能,是一種較好的混凝土工程修補(bǔ)施工材料,值得推廣應(yīng)用。但運(yùn)用丙乳進(jìn)行混凝土表面缺陷處理的施工工藝顏色控制難度大,對(duì)工人技術(shù)水平要求高;但經(jīng)處理后的水工建筑物美觀耐用,后期檢修維護(hù)成本低,在水工建筑物混凝土表面缺陷處理中具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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[3]林寶玉,吳紹章.混凝土工程新材料設(shè)計(jì)與施工[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,1998.

作者簡(jiǎn)介:曾勝,男,1980.09出生,助理工程師,五凌電力有限公司,本部設(shè)在湖南省長(zhǎng)沙市,本人于2004年7月參加工作,從事水電站水工建筑物維護(hù)。