摘要:丙乳砂漿是丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿的簡稱,屬于高分子聚合物乳液改性水泥砂漿。丙乳砂漿是一種新型混凝土建筑物的修補材料,具有優(yōu)異的粘結(jié)、抗裂、防水、防氯離子滲透、耐磨、耐老化等性能,和樹脂基修補材料相比具有成本低、耐老化、易操作、施工工藝簡單及質(zhì)量容易保證等優(yōu)點。適用于水利、公路、工業(yè)及民用建筑等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防滲、防腐護面和修補工程。
關(guān)鍵詞:丙乳砂漿;丙乳砂漿配合比及原材料選用;丙乳砂漿施工工藝
一、丙乳砂漿的特性
目前用于建筑工程中的修補材料主要有水泥基和樹脂基兩種。由于樹脂基修補材料常用的主要是環(huán)氧樹脂砂漿,該材料雖具有強度高、強度增長快、能抵抗多種化學物質(zhì)的侵蝕等優(yōu)點,但材料的力學性能與基底混凝土不相一致,存在如其膨脹系數(shù)大于基底混凝土而開裂脫落、不適合潮濕面粘結(jié)、不耐大氣老化等缺點,且施工環(huán)境要求比較高,成本比較大;而水泥基修補材料(分普通水泥砂漿和聚合物水泥砂漿)彌補了該項缺陷,但普通水泥砂漿在與老混凝土表面粘結(jié)、本身抗裂和密封等性能不如聚合物(丙乳)水泥砂漿,丙乳砂漿與傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂砂漿相比,不僅成本低,而且施工與普通水泥砂漿相似,可人工涂抹,施工工藝簡單,易操作和控制施工質(zhì)量,并適合潮濕面粘結(jié),與基礎混凝土溫度適應性好,使用壽命同普通水泥砂漿,克服了環(huán)氧樹脂砂漿常因其膨脹系數(shù)大于基底混凝土而開裂、鼓包與脫落等缺點。
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(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品, 1986年已通過水利部鑒定,1988年獲國家科技進步三等,已列入《工業(yè)建筑防腐設計規(guī)范》(GB50046-95)作為化工耐腐蝕材料。加入水泥砂漿后為聚合物水泥砂漿,屬于高分子聚合物乳液改性水泥砂漿,已被廣泛用于水利、公路、工業(yè)及民用建筑等的防滲、防腐護面和修補工程。
丙乳砂漿中聚合物膜彈性模量較小,它使水泥漿體內(nèi)部的應力狀態(tài)得到改善,可以承受變形而使水泥石應力減少,產(chǎn)生裂縫的可能性也減少,同時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,限制微裂縫的擴展,微裂縫常在聚合物膜較多處消失,顯示聚合物的抗裂作用;另外,聚合物有減水作用,使砂漿的水灰比減小,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。
丙乳砂漿與普通砂漿相比,具有極限拉伸率提高1~3倍,抗拉強度提高1.35~1.5倍,抗拉彈模降低,收縮小,抗裂性顯著提高,與混凝土面、老砂漿及鋼板粘結(jié)強度提高4倍以上,2天吸水率降低10倍,抗?jié)B性提高1.5倍,抗氯離子滲透能力提高8倍以上等優(yōu)異性能,使用壽命基本相同,且具有基本無毒、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。
具體性能指標見下表:
丙乳砂漿與普通砂漿性能指標比較表
序號 |
性 能 |
普通砂漿 |
丙乳砂漿 |
試 驗 方 法 |
1 |
抗壓強度(MPa) |
50 |
44.2 |
|
2 |
抗拉強度(MPa) |
5.5 |
7.6 |
|
3 |
抗折強度(MPa) |
10.7 |
16.9 |
|
4 |
極限引伸率(1×10-6) |
228 |
558~900 |
|
5 |
抗拉彈性模量(1×104MPa) |
2.6 |
1.65 |
|
6 |
收縮變形(1×10-6) |
1271 |
536 |
|
7 |
與老砂漿粘結(jié)強度(MPa) |
1.4 |
8.0 |
|
8 |
與鋼板粘結(jié)強度(MPa) |
0 |
0.9~1.6 |
|
9 |
滲水高度(mm) |
90 |
35 |
1.5MPa水壓,恒壓24h |
10 |
磨耗百分率(%) |
5.38 |
3.97 |
雙圓柱園盤耐磨機 |
11 |
快速碳化深度(mm) |
3.6 |
0.8 |
20%C02濃度碳化20天 |
12 |
鹽水浸后氯離子滲透深度(mm) |
﹥20 |
1.0 |
|
13 |
碳化強度損失 |
13 |
14 |
碳弧燈全氣候老化2160h |
14 |
2天吸水率(%) |
12 |
0.8 |
|
15 |
抗凍性 |
/ |
﹥300 |
快凍循環(huán) |
備注:實驗試件的灰砂比均為1:1,水灰比相同;丙乳砂漿的丙乳摻入量為水泥重量的30%。
二、丙乳砂漿配合比及原材料的選用
丙乳砂漿是丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿的簡稱,屬于高分子聚合物乳液改性水泥砂漿。在原材料進行選用時,水泥宜采用不低于32.5R級的普通硅酸鹽水泥;砂子選用細度模數(shù)1.6,粒徑小于2.5mm的過篩細砂即可;聚合物丙乳的固體含量為39~48%,砂漿用水總量應考慮丙乳中的含水量。
丙乳砂漿配合:灰砂比1:1~1:2;灰乳比1:0.15~1:0.3;水灰比40%左右。建議混凝土建筑物表面剝蝕、水質(zhì)侵蝕、鋼筋銹蝕修補采用下限配合比;有防滲要求的裂縫、沖磨、空蝕等修補采用上限配合比。施工前應根據(jù)現(xiàn)場水泥和砂子及施工和易性要求通過試拌確定水灰比,丙乳砂漿應盡量選用小水灰比。
丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿調(diào)整后配合比(重量比)
材 料 名 稱 |
丙乳砂漿 |
丙烯酸酯共聚乳液混合液 |
16.7 |
不低于32.5R級的普通硅酸鹽水泥 |
100 |
砂 |
167 |
水 |
50 |
備注:拌制的丙乳砂漿終凝時間約為4小時。
打底和最后刷面層采用的丙乳凈漿配和比為1kg丙乳加2kg水泥攪拌成漿。
三、丙乳砂漿施工工藝
丙乳砂漿施工方便,配制拌和簡單,主要有人工抹壓和機械噴涂兩種施工方法。只要掌握關(guān)鍵的施工養(yǎng)護要求,施工質(zhì)量是容易得到保證的。
丙乳砂漿施工工藝流程如下圖所示:
丙乳砂漿施工工藝流程圖
現(xiàn)在我們就人工抹壓的施工工藝介紹一下:
1、丙乳砂漿拌制時,先將水泥和砂子拌均勻,再加入經(jīng)試拌確定的水量及丙乳,充分拌和均勻,材料必須稱量正確,尤其是水和丙乳,拌和過程中不能隨意擴大水灰比。拌制時采用砂漿拌和機拌制,砂漿連續(xù)拌和4~5min,停頓1min,在拌和機內(nèi)再拌和1min后才能入倉。每次拌制的丙乳砂漿,要求在30~45 min內(nèi)使用完,不宜一次拌和過多數(shù)量,一次拌和量以控制在10kg水泥為宜(人工抹壓施工)。
2、施工前需將舊混凝土剝蝕層鑿除,鑿除厚度為2~3cm。然后在鑿毛的舊混凝土表面(簡稱基面)用高壓水沖洗干凈,等基面無積水呈潮濕狀時,先在基面上涂刷一層丙乳膠乳凈漿,凈漿要求涂布均勻,且無漏涂現(xiàn)象。凈漿涂刷后立即攤鋪攪拌均勻的丙乳膠乳水泥砂漿。
3、為保證質(zhì)量應先用丙乳凈漿打底,然后分層抹壓丙乳砂漿,每層厚度控制在5mm左右。抹壓時采用倒退法進行,即加壓方向與剛建砂漿層前進方向相反,要求丙乳砂漿層密實,且表面平整光滑。砂漿鋪筑到位后,應用力壓實,隨后抹面,注意向一個方向抹平,不要來回多次抹,不需第二次收光。修復面積較大時,宜隔塊跳開分段施工效果更好。
4、丙乳砂漿抹壓后約4h(表面略干后),采用農(nóng)用噴霧器進行水噴霧養(yǎng)護或用薄膜覆蓋,養(yǎng)護1天后再用毛刷在面層刷1道丙乳凈漿,要求涂均、密封,待凈漿終凝結(jié)硬后繼續(xù)噴霧養(yǎng)護,使砂漿面層始終保持潮濕狀態(tài)7天。在陽光直射或風口部位,注意采取合理的遮陽和保濕措施。
結(jié)束語:丙乳砂漿是一種新型的建筑工程修補材料,具有優(yōu)異的粘結(jié)、抗裂、防水、防氯離子滲透、耐磨、耐老化等性能。通過對國內(nèi)和省內(nèi)各種修復工程中的應用進行總結(jié)和分析,該材料是一種既施工方便、又成本低的新型建筑修補材料,在水利、公路、工業(yè)及民用建筑等防滲、防腐護面和修補工程中已得到廣泛推廣。
參考文獻:
1、《工業(yè)建筑防腐設計規(guī)范》(GB50046-95)
2、《混凝土聚合物復合材料及其應用》,科學技術(shù)文獻出版社,1996年12月
3、《混凝土工程新材料設計與施工》,中國水利水電出版社,l998年8月