應用丙乳對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行修補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工程中被廣泛推廣和應用。

關鍵詞: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構應力及溫度應力的影響,其表面會逐漸出現許多縱橫交錯的不規則微裂紋,空氣中碳酸氣的侵入(碳化)及其他環境中的化學氣體的侵入加速混凝土的碳化,致使這些裂縫發展、擴大,混凝土慢慢地就剝落、露出鋼筋,表面裂縫發展成為結構裂縫。混凝土裂縫的產生、發展,在影響建筑物美觀的同時,將危害水工混凝土建筑物的整體性和穩定性,使建筑物的安全運行受到嚴重威脅,影響到工程經濟效益和社會效益。因而選用力學性能優且具有良好水工特性的修補材料是保證混凝土建筑物正常運行的關鍵。丙乳砂漿因具有與老混凝土較高的粘結強度以及較低的彈性模量,而被廣泛應用在老混凝土建筑物的修補工程中。

2 表面微裂縫的形成

由于混凝土(砂漿)在水化反應時體積收縮,混凝土(砂漿)就會產生結構應力而出現微裂縫。當微裂縫受結構應力或溫度應力時,裂縫就會擴展,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,是由南京水利科學研究院科研成果直接轉化而成的產品, 1986年已通過水利部鑒定,1988年獲國家科技進步三等獎。已列入《工業建筑防腐設計規范》(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,限制微裂縫的擴展,即使在溫度應力的作用下產生裂縫,裂縫的作用范圍和產生的破壞也很有限;同時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,具有優異的粘結、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。

4.1 該產品無毒、無害、對環境無污染,屬綠色環保型產品。施工方便、成本低,以及密封作用,能夠達到防止老混凝土進一步碳化,延緩鋼筋銹蝕速度,抵抗剝蝕破壞的目的。

4.2 優異的粘結性能。既可人工涂抹,也可機械噴涂。適合于潮濕面粘結,與基礎溫度適應性好,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強度提高4倍以上,并且還克服了環氧砂漿常因其膨脹系數大于基底混凝土而易開裂脫落的缺點。適合潮濕面粘結,丙乳砂漿不僅和老砂漿(混凝土)有很高的粘結強度,而且它的彈性模量、熱膨脹系數與基底混凝土更接近,是一種非常優異的新老混凝土粘結和修補材料。

4.3 抗滲能力強。丙乳砂漿的密實性遠遠優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 優異的抗凍性能?？焖賰鋈谘h300次,丙乳砂漿的相對彈性模量仍在95%以上,失重幾乎接近于零。

4.6 力學性能顯著提高。與同灰砂比普通水泥砂漿相比,抗拉、抗折強度分別提高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2160小時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規范規定。

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——養護。

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,并對基面進行人工鑿毛(深度為1～2 mm),在薄層修補區的邊緣還宜鑿一道V形槽以增加修補面與老混凝土面的粘結。

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。施工前應使待施工面處于飽和狀態(但不應有積水)。

5.1.3 丙乳凈漿打底

在涂抹丙乳砂漿前,修補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,可達到最佳的粘結效果。

5.1.4 丙乳砂漿的配比及鋪筑

根據工程要求,選定灰砂比及丙乳摻量。防腐抗滲要求高的混凝土工程.應選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%。施工前根據現場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 分鐘內使用完,不宜一次拌和過多。修補面積較大時,可隔塊跳開分段施工或采用機械噴涂。

5.1.5 養護

丙乳砂漿表面略干后,采用薄膜覆蓋,一晝夜后,再灑水養護7天即可,在陽光直射或風口部位還需注意遮陽、保濕。

6 施工中容易出現的問題及措施(分析總結)

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。施工時的溫度不宜過高和過低.否則施工中的各環節都會受到影響。

6.2 鑿毛深度的控制

鑿毛時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,否則將會使鋪筑的砂漿厚度不一致.從而出現局部粘結不好和產生后期裂縫。

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到飽和狀態,否則鋪設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,影響材料性能及質量。

7 結束語

丙乳砂漿具有優異的抗滲性、抗腐蝕性、抗凍融性能,是一種較好的混凝土工程修補施工材料,值得推廣應用。但運用丙乳進行混凝土表面缺陷處理的施工工藝顏色控制難度大,對工人技術水平要求高;但經處理后的水工建筑物美觀耐用,后期檢修維護成本低,在水工建筑物混凝土表面缺陷處理中具有廣泛的應用前景。

參考文獻

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