TK聚合物砂漿在混凝土表面修補加固中的應(yīng)用

2005-01-16 00:00

摘 要?。裕司酆衔锷皾{是一種新型的混凝土表面修補加固材料,具有粘結(jié)強度高、干縮變形小、抗壓模量低,抗氯離子和硫酸鹽離子侵蝕能力強的特點,而且可顯著提高護(hù)筋阻銹能力,還具有一定的補償收縮性能,同時價格比同類產(chǎn)品低。本文結(jié)合江蘇省淮海農(nóng)場多個混凝土建筑物工程現(xiàn)場修補加固和防碳化噴涂實例,介紹了TK聚合物砂漿的主要性能、使用范圍和TK聚合物砂漿施工質(zhì)量控制方法,并提出施工過程中的注意事項。
關(guān)鍵詞?。裕司酆衔锷皾{ 混凝土表面 修補加固 施工方法 質(zhì)量控制 注意事項


1 概況


 ?。保梗梗鼓辏保苍隆玻埃埃澳辏丛?,筆者對淮海農(nóng)場混凝土建筑物進(jìn)行了全面調(diào)查,并用回彈儀測驗了建筑物的混凝土強度,用酸酞試液測驗了碳化深度。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有混凝土建筑物耐久性不良。主要表現(xiàn)在:①混凝土碳化和裂縫問題普遍存在;②沿海地區(qū)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受氯離子侵蝕引起的鋼筋銹蝕嚴(yán)重;③臨水混凝土表面凍融松散剝落破壞;④混凝土表面沖磨破壞、機械磨損、磨蝕破壞以及化學(xué)侵蝕;⑤堿骨料反應(yīng)破壞等。這些問題嚴(yán)重影響混凝土建筑物壽命和外觀,甚至危及混凝土建筑物的正常運行和安全。為了提高混凝土建筑物的耐久性,延長建筑物的使用壽命,其后我們對淮海農(nóng)場內(nèi)的3座大梁混凝土剝落且有露筋現(xiàn)象的公路橋、15座出現(xiàn)大面積混凝土碳化且鋼筋銹蝕嚴(yán)重的農(nóng)田排灌泵站的工作橋、5座出現(xiàn)大面積混凝土剝落、碳化和鋼筋銹蝕嚴(yán)重的節(jié)制閘機架橋等工程采用TK聚合物砂漿(由水利部天津水利水電勘測設(shè)計研究院科學(xué)研究所研制)進(jìn)行修補加固,總面積達(dá)3050m2,防碳化噴涂面積約3400m2。經(jīng)過現(xiàn)場檢查驗收,沒有發(fā)現(xiàn)因材料或施工原因而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,防碳化涂層沒有發(fā)現(xiàn)脫落起皮現(xiàn)象。在施工中,我們曾對只有3d齡期修補砂漿進(jìn)行鑿除檢查,結(jié)果鑿除的砂漿普遍能粘下老混凝土面。經(jīng)過2a的多次運行,沒有發(fā)現(xiàn)脫落和出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,這說明TK聚合物砂漿是一種理想的修補材料。


2 TK聚合物砂漿的主要性能及適用范圍


 ?。裕司酆衔锷皾{是一種新型的混凝土表面修補材料,是以少量水溶性聚合物改性劑,再摻入一定量的活性成分、膨脹成分而配制成的TK聚合物防滲、防碳化、防腐砂漿。由于聚合物及活性成分的摻入,改善了聚合物水泥砂漿的物理、力學(xué)及耐久性能。主要體現(xiàn)在:
  (1)活性作用。聚合物乳液中有表面活性劑,能夠起減水作用。同時對水泥顆粒有分散作用,改善砂漿和易性,降低用水量,從而減少水泥的毛細(xì)孔等有害孔,提高砂漿的密實性和抗?jié)B透能力。
  (2)橋鍵作用。聚合物分子中的活性基因與水泥水化中游離的Ca2+、Al3+、Fe2+等離子進(jìn)行交換,形成特殊的橋鍵,在水泥顆料周圍發(fā)生物理、化學(xué)吸附,成連續(xù)相,具有高度均一性,降低了整體的彈性模量,改善了水泥漿物理的組織結(jié)構(gòu)及內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài),使得承受變形能力增加,產(chǎn)生微隙的可能性大大減少。即使產(chǎn)生微裂隙,由于聚合物的橋鍵作用,也可限制裂縫的發(fā)展。
  (3)充填作用。聚合物乳液迅速凝結(jié),形成堅韌、致密的薄膜,填充于水泥顆粒之間,與水泥水化產(chǎn)物形成連續(xù)相填充空隙,隔斷了與外界聯(lián)系的通道。
  總之,TK聚合物的活性作用、橋鍵作用、充填作用改善了硬化水泥漿體的物理結(jié)構(gòu)及內(nèi)應(yīng)力,降低了整體的彈性模量、減少用水量、改善了硬化水泥漿體內(nèi)部毛細(xì)孔等有害孔,從而大大提高了砂漿的粘結(jié)、抗裂、抗?jié)B及抗腐蝕等性能。TK聚合物砂漿性能指標(biāo)如表1所示。
  從表1可以看出,與普通砂漿相比,TK聚合物砂漿具有抗拉強度高、拉壓彈性模量低、干縮變形小、抗凍、抗?jié)B、抗沖耐磨,與混凝土粘結(jié)強度高,具有一定的彈性,抗裂性能高。與環(huán)氧砂漿相比,還具有施工工藝簡單、操作方便、無毒、成本低(是環(huán)氧砂漿的1/3~1/5)等優(yōu)點。適用于水工、港工、公路、交通及地下工程的混凝土建筑物因碳化、空蝕、凍融破壞及化學(xué)侵蝕而引起的混凝土表層開裂、剝蝕等混凝土表面薄層修補,可直接用于防滲、防腐、防碳化工程,也可用于建筑瓷磚粘貼和衛(wèi)生間防滲。


3?。裕司酆衔锷皾{施工及質(zhì)量控制


  采用TK聚合物砂漿進(jìn)行修補加固處理時,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、工程特點及施工進(jìn)度合理組織施工。施工流程為:舊混凝土鑿毛→噴砂(或用鋼刷)除銹(污)→涂刷鋼筋防銹劑→用清水沖洗飽和→基面涂刷TK界面劑→抹TK聚合物砂漿→養(yǎng)護(hù)→涂防碳化劑。
3.1 基底處理
  (1)鑿毛。為確保TK聚合物砂漿與基底混凝土具有良好的粘結(jié),一般用鋼絲刷或噴砂方法清除表面浮層污物(有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷)。如基面松動嚴(yán)重,應(yīng)采用人工鑿毛方法,鑿掉破損的混凝土,使基底露出堅硬、牢固的混凝土面,鑿毛必須徹底全面,但也不宜深度過大,以免破壞了未碳化和損破的混凝土。如果鋼筋銹蝕外露,還應(yīng)對鋼筋表面進(jìn)行除銹,并涂刷鋼筋防銹劑。
  (2)飽和。對鑿除的混凝土表面,采用高壓水槍(采用飲用水)將碎屑、灰塵沖洗干凈,并連續(xù)、均勻地噴灑,使表層混凝土達(dá)到飽和狀態(tài),且表面無明水。
3.2 砂漿的配制
  根據(jù)選用的原材料、設(shè)計技術(shù)及施工和易性要求事先進(jìn)行試拌。現(xiàn)場可用砂漿攪拌機拌和或人工拌和,其各組分的配比用量必須嚴(yán)格控制。
  先將稱好的水泥、砂攪拌均勻,再將稱好的TK改性乳液、活性劑及其他外加劑和水混合后加入,充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯?。各組分配比必須嚴(yán)格控制。若人工拌和,宜在鐵皮板上進(jìn)行,以防止拌和水流失,造成因砂漿水灰比改變而影響砂漿的和易性,拌和水應(yīng)采用飲用水。
  每次拌和砂漿的方法應(yīng)根據(jù)砂漿施工的進(jìn)度確定。拌和成的砂漿存放的時間不宜超過45min。若拌成砂漿未及時使用而出現(xiàn)干硬現(xiàn)象,不能再加水重新拌和,應(yīng)舍棄不用。
3.3 施工
  (1)TK界面劑的涂刷。抹砂漿之前,在工作基面上涂刷聚合物界面改性劑,涂刷時應(yīng)均勻,不得有漏涂、流淌。
  (2)TK砂漿抹面施工。待TK界面劑用手摸感到似粘非粘時,應(yīng)立即抹砂漿,可采用機械噴涂或人工壓抹,操作速度要快,且朝一個方向,一次用力抹平,避免反復(fù)抹。
  (3)如修補厚度超過3cm時,應(yīng)分層施工。層與層之間應(yīng)間隔4h;對于破壞較深的部位(大于5cm),可先采用TK聚合物混凝土進(jìn)行修補,養(yǎng)護(hù)3~5d后,再抹TK砂漿。
TK砂漿適宜在5~30℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行施工。如環(huán)境溫度超出此范圍,應(yīng)根據(jù)實際情況對材料及配比進(jìn)行調(diào)整。
3.4 養(yǎng)護(hù)   
   用TK砂漿抹面后,應(yīng)及時采用人工灑水并用塑料布或濕麻袋覆蓋養(yǎng)護(hù),避免砂漿產(chǎn)生干縮裂縫,潮濕養(yǎng)護(hù)48h后,再涂刷TK防碳化劑,自然潮濕養(yǎng)護(hù)5d。
3.5 施工控制
  (1)為保證TK砂漿的施工質(zhì)量,必須建立、健全質(zhì)量保證體系。施工人員應(yīng)嚴(yán)格按操作程序,對各道工序進(jìn)行檢查驗收。
  (2)TK砂漿層外觀平整,層面與基底結(jié)合牢靠。
  (3)在施工過程中按設(shè)計要求進(jìn)行現(xiàn)場抽樣檢驗,必要時可現(xiàn)場進(jìn)行鉆孔取芯試驗,以檢查其效果。


4 施工注意事項


 ?。?1 清理基面,鑿除破損、松動的混凝土,噴砂(或用鋼刷)除銹和油污,使外露鋼筋表面無銹蝕,且混凝土表面粗糙。
  4.2 抹砂漿前2h,用飲用水沖洗待修補部位,使混凝土表面處于飽和狀態(tài),但表面不能有明水。
 ?。?3 人工修補時,無論采用機械噴涂還是人工抹砂漿,應(yīng)朝一個方向使用抹刀,并且盡量一次抹完,避免來回抹。如修補厚度超過3cm時,應(yīng)分層抹,層與層之間應(yīng)間隔3~4h,每層厚度不超過2cm。
  4.4 修補砂漿養(yǎng)護(hù)48h后再涂混凝土防碳化劑。


5 結(jié)語


  TK聚合物砂漿是一種質(zhì)量可靠、價格低廉、施工方便,而且無毒環(huán)保性修補材料,可以提高混凝土的耐久性,延長建筑物的使用壽命,可以防止混凝土病害的繼續(xù)擴大,對新建混凝土工程采取預(yù)防性措施。TK聚合物砂漿具有粘結(jié)強度高,干縮變形小,抗壓模量低,抗氯離子和硫酸鹽離子侵蝕能力強的特點,而且可顯著提高護(hù)筋阻銹能力,還具有一定的補償收縮性能。采用TK聚合物砂漿進(jìn)行修補加固處理時,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、工程特點及施工進(jìn)度合理組織施工。


參考文獻(xiàn)


〔1〕張文淵.混凝土建筑物耐久性不良的原因及其對策.工程設(shè)計.1998(3)
〔2〕楊天生等.TK聚合物砂漿的研究和應(yīng)用.水利水電工程設(shè)計.2000(1)
〔3〕張文淵.沿海地區(qū)水工建筑物混凝土的腐蝕和防護(hù)措施.工程質(zhì)量.2002(2)

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