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聚合物砂浆在混凝土表面修补加固中的应用 |
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| 发布者：dianshi 来源:本站 日期：2016-10-9 点击次：25356 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
在土木工程中，混凝土结构的退化已是一个大难题。混凝土结构的退化通常伴随着混凝土保护层的污染、开裂和剥落。在许多情况下，退化的混凝土结构的可用性成为关注的焦点，最有效的办法就是面修补。面修补通常包括移除退化的混凝土然后涂抹新拌的砂浆。修补砂浆是采用特种水泥、精选细骨料和聚合物添加剂合理配比而成的新型多功能双组分改性水泥基修补材料。材料有粗、细两种，粗料作打底用，细料可做面料。
一、产品用途
1 、适用于混凝土面，包括结构面、地面的修补材料；
2 、适用于新型墙材面、板材面等的批刮材料；
3 、广泛应用于高速公路和高架桥、海上混凝土建筑物、新旧建筑物等的修补材料。
二、产品特点：
1 、降低水敏性，高抗渗性，耐化学性能好，环保无害；
2 、抗折抗压强度好，耐磨性好，工作性能好；
3 、高强的粘着力，低收缩性，容易批刮平整。
三、基面处理
1 、确保基底面上清洁干净，无油污、脱膜剂、浮尘和松散物等污渍，并湿润表面至无明水为准。
2 、必须确定底材结实平整，基底缺陷应事先修补。
3 、如基面呈蜂窝状应事先清除，基面有裂纹需做成 V 型槽状，若有暴露钢筋必须彻底清洁并做防锈处理。
四、搅拌：
先将乳液倒入容器中，再按比例慢慢加入干粉，然后用电动搅拌器低速充分搅拌，边倒粉边搅拌至均匀无颗粒、无沉淀即可使用。（切勿另外加水）
五、施工
1 、高强修补砂浆的配合比底层： XD 型修补底料 40kg+ 修补 D 胶 10kg ；面层： XM 型修补面料 40kg ＋修补 D 胶 10kg 。
2 、使用保温 D 胶均匀刷涂基面，待底涂干后（不粘手即可）方可施作修补底料。做完修补底料，待其干透，可批修补面料。
3 、修补底料均匀的批在修补面上至要求厚度，并抹平表面。一次施工厚度一般为 2cm ，超过此厚度，建议分层施工。
4 、底层干透后，用刮刀将面料批满基底表面至要求厚度，并抹平表面。第一遍面层施工完毕干透后（约 3 ～ 4h ），方可进行第二遍批刮。用量：厚度控制在 1 ～ 2mm 之间，（不可小于 1mm ）用量为 1.5 ～ 2.5kg/m 2 。
5 、修补面料批刮完 1d 后打磨， 7d 后涂刷高标准保护涂料。
六、技术参数
七、注意事项
已加水搅拌好的胶浆最好在 1 ～ 2h 内使用完；切忌将已干固的胶浆再加水混合搅拌使用。
八、包装与储存
50kg/ 袋＋配套乳液（ 50kg/ 桶），储存于干燥、阴凉处，保质期限为 9 个月。本产品含有水泥，注意保护眼睛和皮肤。如不慎入眼，请立即用清水冲洗并及时就医。
九、 在防撞护栏、平石、挂檐板、外侧边梁的混凝土表面涂刷一层防水、防碳化、防紫外线、防氯离子侵蚀的高标准保护涂料。道桥混凝土专用防护涂料根据路桥的使用要求设计了底漆和面漆复合体系，底漆具有高渗透性并与基材形成化学键，面漆有良好的耐久性、耐腐蚀性和延伸性，能有效阻隔外界有害介质的侵入；根据道桥混凝土普遍存在局部破损的现状，开发了配套的修补材料，制订了施工工艺，具有很强的实用性；充分考虑了路桥混凝土的使用特点，在动态疲劳性能上做了大量的实验分析，对于高频振动条件下使用的涂料开发具有指导意义。
北京的交通近年来飞速发展，道路桥梁的数量及交通流量的快速增长使得对路桥混凝土防护显得更加重要，据有关部门统计，本市需要修复和防护的路桥总面积有 100 万平米以上。市政和交通部门的专家表示，在以后的新建路桥会将防护涂层作为标准设计。可以预见，道桥混凝土专用防护涂料的大面积推广使用，将为北京乃至全国的路桥混凝土的防护提供材料供应和施工技术指导，同时可以延长路桥混凝土的使用寿命，减少道路交通安全隐患，带来良好的经济效益和社会效益。
涂料的技术指标
混凝土修补施工示例 1 ：清除破损的混凝土面层直至露出坚固的混凝土（注意不得损坏钢筋）
混凝土修补施工示例 2 ：涂刷
混凝土修补施工示例 3 ：抹压修补砂浆主料。
混凝土修补施工示例 4 ：修补砂浆在高架桥防护栏混凝土上的修补应用。
近年来，建筑物表面混凝土剥落、碳化和钢筋锈蚀的问题日益引起人们的注意，特别是一些沿海城市和地区，由于潮湿海风的影响或海水冲刷侵蚀的破坏，许多年代比较久远的混凝土建筑物表面混凝土破坏严重、钢筋严重锈蚀，急需进行修补加固。综合来看，建筑物混凝土表面破坏问题主要体现在这几个方面： a) 混凝土表面松散剥落； b) 混凝土表面碳化，裂缝问题普遍存在； c) 混凝土结构受氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀严重； d) 混凝土表面冲刷破坏、磨蚀破坏以及化学侵蚀。这些问题严重影响混凝土建筑物的寿命和外观，甚至危及混凝土建筑物的正常使用和安全。为此，急需研制出适合混凝土表面修补加固的新型材料，这对于保护有历史价值的建筑物，延长其使用寿命，减少维修成本具有重要的意义。
1 、聚合物改性水泥砂浆的材料学原理
聚合物改性水泥砂浆是一种新型的建筑材料，是一种有机材料和无机材料相复合的复合材料，兼有有机材料和无机材料的优点。 20 世纪 90 年代以来，世界上许多发达国家对聚合物改性水泥砂浆进行了大量的研究，现在在日本、欧洲等国家和地区，聚合物改性水泥砂浆已被广泛用作建筑装饰材料、修补材料，以及有防水要求的混凝土结构材料。聚合物改性水泥砂浆是以水泥作为基材，加以少量的水溶性聚合物改性剂，掺入一定量的活性组分、膨胀组分配制成的防渗、防碳化、防腐蚀聚合物砂浆。聚合物改性剂之所以能够改善水泥砂浆的物理力学性能，其原理在于： a) 活性作用。聚合物改性剂含有表面活性剂，加入水泥砂浆后，对水泥颗粒有分散作用，改善水泥砂浆的和易性，降低用水量，从而减少水泥的毛细孔等有害孔，提高砂浆的抗渗透能力。 b) 桥键作用。聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的 ca 2+ 、 Al 3+ 、 Fe 2+ 等进行交换，可形成特殊的桥键，在水泥颗粒周围发生物理、化学吸附形成连续相，具有高度均一性，降低了整体的弹性模量，改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态，使得水泥砂浆承受变形的能力增强，产生微裂隙的可能性大大减少，从而可以减少裂缝的产生。 c) 充填作用。聚合物改性剂掺入水泥砂浆，加入适量水拌和后，可形成坚韧、致密的薄膜，填充于水泥颗粒之间，与水泥水化产物形成连续相填充空隙，阻断了与外界联系的通道。由于聚合物改性剂的以上特性，使得聚合物改性水泥砂浆具备了粘结强度高、 抗裂、抗渗性能好、抗压弹性模量低、干缩变形小、耐磨抗腐蚀等特点。本文所研究的聚合物改性高强水泥修补砂浆是聚合物改性水泥砂浆的一种，专门用于混凝土表面的修补和加固。
聚合物改性高强水泥修补砂浆是一种无毒无污染的新型环保型修补材料，粘结强度高、抗裂防渗效果好，在实际使用时只需预先把级配砂、水泥、矿粉、乳胶粉及其他辅助剂按配比混合包装好，现场施工时只需按一定比例加入水即可获得性能优越的聚合物改性水泥砂浆，可大大减少现场施工配料差错，而且易于包装、储存、运输和供应，可广泛应用于水工、港工、公路、交通及地下工程的混凝土建筑物因碳化、空蚀、冻融破坏及化学侵蚀而引起的混凝土表层开裂、剥落等混凝土表面薄层修补，亦可用于新建混凝土工程出现蜂窝、漏洞、裂缝、保护层破损漏筋等缺陷时的修补加固及混凝土凹凸表面抹平、保护层加厚等，可以大大提高混凝土的耐久性，延长建筑物的使有寿命，防止混凝土病害的继续扩大，具有广泛的应用前景。
[ 应用实例 1]
聚合物砂浆在混凝土表面修补加固中的应用
1 、聚合物砂浆的主要性能及适用范围
聚合物砂浆是一种新型的混凝土表面修补材料，是以少量水溶性聚合物改性剂，再掺入一定量的活性成分、膨胀成分而配制成的聚合物防渗、防碳化、防腐砂浆。由于聚合物及活性成分的掺入，改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学及耐久性能。主要体现在： (1) 活性作用。聚合物乳液中有表面活性剂，能够起减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用，改善砂浆和易性，降低用水量，从而减少水泥的毛细孔等有害孔，提高砂浆的密实性和抗渗透能力。 (2) 桥键作用。聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的 Ca 2+ 、 A1 3+ 、 Fe 2+ 等离子进行交换，形成特殊的桥键，在水泥颗料周围发生物理、化学吸附，成连续相，具有高度均一性，降低了整体的弹性模量，改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态，使得承受变形能力增加，产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙，由于聚合物的桥键作用，也可限制裂缝的发展。 (3) 充填作用。聚合物乳液迅速凝结，形成坚韧、致密的薄膜，填充于水泥颗粒之间，与水泥水化产物形成连续相填充空隙，隔断了与外界联系的通道。 总之，聚合物的活性作用、桥键作用、充填作用改善了硬化水泥浆体的物理结构及内应力，降低了整体的弹性模量、减少用水量、改善了硬化水泥浆体内部毛细孔等有害孔，从而大大提高了砂浆的粘结、抗裂、抗渗及抗腐蚀等性能。聚合物砂浆性与普通砂浆相比，聚合物砂浆具有抗拉强度高、拉压弹性模量低、干缩变形小、抗冻、抗渗、抗冲耐磨，与混凝土粘结强度高，具有一定的弹性，抗裂性能高。与环氧砂浆相比，还具有施工工艺简单、操作方便、无毒、成本低 ( 是环氧砂浆的 1/3 ～ 1/5) 等优点。适用于水工、港工、公路、交通及地下工程的混凝土建筑物因碳化、空蚀、冻融破坏及化学侵蚀而引起的混凝土表层开裂、剥蚀等混凝土表面薄层修补，可直接用于防渗、防腐、防碳化工程，也可用于建筑瓷砖粘贴和卫生间防渗。 2 、聚合物砂浆施工及质量控制
采用聚合物砂浆进行修补加固处理时，应根据当地的气候条件、工程特点及施工进度合理组织施工。施工流程为：旧混凝土凿毛→喷砂 ( 或用钢刷 ) 除锈 ( 污 ) →涂刷钢筋防锈剂→用清水冲洗饱和→基面涂刷界面剂→抹聚合物砂浆→养护→涂防碳化剂。 2.1 基底处理
(1) 凿毛。为确保聚合物砂浆与基底混凝土具有良好的粘结，一般用钢丝刷或喷砂方法清除表面浮层污物 ( 有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷 ) 。如基面松动严重，应采用人工凿毛方法，凿掉破损的混凝土，使基底露出坚硬、牢固的混凝土面，凿毛必须彻底全面，但也不宜深度过大，以免破坏了未碳化和损破的混凝土。如果钢筋锈蚀外露，还应对钢筋表面进行除锈，并涂刷钢筋防锈剂。 (2) 饱和。对凿除的混凝土表面，采用高压水枪 ( 采用饮用水 ) 将碎屑、灰尘冲洗干净，并连续、均匀地喷洒，使表层混凝土达到饱和状态，且表面无明水。 2.2 砂浆的配制
根据选用的原材料、设计技术及施工和易性要求事先进行试拌。现场可用砂浆搅拌机拌和或人工拌和，其各组分的配比用量必须严格控制。 先将称好的水泥、砂搅拌均匀，再将称好的改性乳液、活性剂及其他外加剂和水混合后加入，充分搅拌均匀即可。各组分配比必须严格控制。若人工拌和，宜在铁皮板上进行，以防止拌和水流失，造成因砂浆水灰比改变而影响砂浆的和易性，拌和水应采用饮用水。 每次拌和砂浆的方法应根据砂浆施工的进度确定。拌和成的砂浆存放的时间不宜超过 45 min 。若拌成砂浆未及时使用而出现干硬现象，不能再加水重新拌和，应舍弃不用。 2.3 施工
(1) 界面剂的涂刷。抹砂浆之前，在工作基面上涂刷聚合物界面改性剂，涂刷时应均匀，不得有漏涂、流淌。 (2) 砂浆抹面施工。待界面剂用手摸感到似粘非粘时，应立即抹砂浆，可采用机械喷涂或人工压抹，操作速度要快，且朝一个方向，一次用力抹平，避免反复抹。 (3) 如修补厚度超过 3 cm 时，应分层施工。层与层之间应间隔 4 h ；对于破坏较深的部位 ( 大于 5 cm ) ，可先采用聚合物混凝土进行修补，养护 3 ～ 5 d 后，再抹砂浆。 砂浆适宜在 5 ～ 30 ℃ 的环境温度下进行施工。如环境温度超出此范围，应根据实际情况对材料及配比进行调整。 2.4 养护
用砂浆抹面后，应及时采用人工洒水并用塑料布或湿麻袋覆盖养护，避免砂浆产生干缩裂缝，潮湿养护 48h 后，再涂刷防碳化剂，自然潮湿养护 5 d 。 2.5 施工控制
(1) 为保证砂浆的施工质量，必须建立、健全质量保证体系。施工人员应严格按操作程序，对各道工序进行检查验收。 (2) 砂浆层外观平整，层面与基底结合牢靠。 (3) 在施工过程中按设计要求进行现场抽样检验，必要时可现场进行钻孔取芯试验，以检查其效果。 3 、施工注意事项 (1) 清理基面，凿除破损、松动的混凝土，喷砂 ( 或用钢刷 ) 除锈和油污，使外露钢筋表面无锈蚀，且混凝土表面粗糙。 (2) 抹砂浆前 2 h ，用饮用水冲洗待修补部位，使混凝土表面处于饱和状态，但表面不能有明水。 (3) 人工修补时，无论采用机械喷涂还是人工抹砂浆，应朝一个方向使用抹刀，并且尽量一次抹完，避免来回抹。如修补厚度超过 3 cm 时，应分层抹，层与层之间应间隔 3 ～ 4 h ，每层厚度不超过 2 cm 。 (4) 修补砂浆养护 48 h 后再涂混凝土防碳化剂。 |
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