笔者对淮海农场混凝土建筑进行了全面的调查,并用反弹仪测试了建筑物的混凝土强度,并用酸邻苯试液测试了碳化深度。通过调查,现有混凝土建筑耐久性差。主要表现为①混凝土碳化和裂缝问题普遍存在②沿海地区钢筋混凝土结构受氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀严重③临水混凝土表面冻结松散剥落破坏④混凝土表面磨损破坏、机械磨损、磨损破坏、化学侵蚀⑤碱骨料反应破坏等。这些问题严重影响混凝土建筑的使用寿命和外观,甚至危及混凝土建筑的正常运行和安全。为了提高混凝土建筑物的耐久性,延长建筑物的寿命,之后淮海农场内的3座梁混凝土剥落,露出肌肉现象的道路桥,15座大面积混凝土碳化,钢筋锈蚀严重的农田排水泵站的工作桥,5座大面积混凝土剥落,碳化和钢筋锈蚀严重的节制门桥等工程采用TK聚合物砂浆(水利部天津水利水电测量设计研究院科学研究所开发)进行修补强化,总面积达到3052m,碳化涂装面积约为300mm。经现场检查检查,材料和施工原因无裂纹,碳化涂层无脱落脱皮。在施工过程中,我们只对3d年龄的修补砂浆进行了凿除检查,结果凿除的砂浆一般粘在旧混凝土面上。经过2a的多次运行,没有发现脱落和裂缝,TK聚合物砂浆是理想的修补材料。
2tk聚合物砂浆的主要性能和适用范围。
TK聚合物砂浆是一种新型混凝土表面修补材料,用少量水溶性聚合物改性剂混合一定量的活性成分,膨胀成分制成的TK聚合物防渗、防碳化、防腐砂浆。由于聚合物和活性成分的混合,改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学和耐久性。主要表现为:
(1)活性作用。聚合物乳液中有表面活性剂,可减少水分。同时对水泥颗粒有分散作用,改善砂浆和易性,降低用水量,减少水泥毛细孔等有害孔,提高砂浆的密实性和渗透性。
(2)桥键的作用。聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的ca2+、al3+、ee2+等离子交换,形成特殊的桥键,水泥粒子周围发生物理、化学吸附,成为连续相,具有高度均匀性,降低整体弹性模量,改善水泥浆物理的组织结构和内部应力状态即使产生微裂缝,由于聚合物的桥键作用,也可以限制裂缝的发展。
(3)填充作用。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。
也就是说,TK聚合物的活性作用、桥键作用、填充作用改善了硬化水泥浆体的物理结构和内应力,减少了整体弹性模量,减少了水量,改善了硬化水泥浆体内部毛细孔等有害孔,大幅度提高了砂浆的粘结、裂纹、渗透、腐蚀等性能。TK聚合物砂浆性能指标如表1所示。
从表1可以看出,TK聚合物砂浆与普通砂浆相比,抗拉强度高,抗拉弹性模量低,干缩变形小,抗冻结,抗渗透,抗冲击耐磨,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,具有施工技术简单、操作方便、无毒、成本低(环氧砂浆的1/3~1/5)等优点。适用于水工、香港工、道路、交通和地下工程的混凝土建筑物碳化、空蚀、冻融破坏和化学侵蚀引起的混凝土表层破裂、剥蚀等混凝土表层薄层修补,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厕所防渗。
3-TK聚合物砂浆的施工和质量控制。
采用TK聚合物砂浆修补加固处理时,应根据当地气候条件、工程特点和施工进度合理组织施工。施工工艺为:旧混凝土凿子→喷砂(或钢刷)除锈(污垢)→涂钢筋防锈剂→用清水洗涤饱和→基面涂TK接口剂→涂TK聚合物砂浆→养护→涂碳化剂。
3.1.基础处理。
(1)凿子。为确保TK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。
3.2砂浆的配制。
根据选定的原材料,设计技术和施工和易性要求事先进行试制。现场可用砂浆搅拌机搅拌或人工搅拌,其各组分配比用量应严格控制。
首先,将称量好的水泥、砂搅拌均匀后,将称量好的TK改性乳液、活性剂和其他添加剂和水混合加入,充分搅拌均匀即可。各组分配比应严格控制。人工混合时,应在铁皮板上进行,防止混合水流失,因砂浆水灰比变化影响砂浆的易性,混合水应采用饮用水。
每次搅拌砂浆的方法应根据砂浆施工进度确定。混合的砂浆保管时间不得超过45min。混合砂浆不能立即使用而变硬的话,就不能加水再混合。
3.3施工。
(1)TK界面剂的涂装。砂浆涂抹前,在工作基础面涂抹聚合物界面改性剂,涂抹时均匀,不得有涂抹泄漏、流动。
(2)TK砂浆涂装工程。待TK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3cm时,应分层施工。层与层之间应间隔4h;对于破坏较深的部位(大于5cm),可先采用TK聚合物混凝土进行修补,养护3~5d后,再抹TK砂浆。
TK砂浆适合在5~30℃的环境温度下施工。环境温度超过该范围时,应根据实际情况调整材料和配比。
3.4.养护。
用TK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TK防碳化剂,自然潮湿养护5d。
3.5 施工控制。
(1)为保证TK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)TK砂浆层外观平整,层面与基底结合牢靠。
(3)施工中按设计要求进行现场抽样检查,必要时可在现场进行钻孔抽样检查,检查其效果。
4.施工注意事项。
4.1清理基面,切除损坏,松动的混凝土,喷砂(或钢刷)除锈和油污,露出的钢筋表面无锈,混凝土表面粗糙。
4.2抹砂浆前2,用水冲洗修补部位,使混凝土表面饱和,表面无明水。
4.3 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。修补厚度超过3cm时,分层涂抹,层与层之间间间隔3~4小时,每层厚度不超过2cm。
4.修补砂浆养护48小时后涂混凝土防碳化剂。
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