浅谈TK聚合物砂浆在建设工程中的应用

摘要:本文结合某工程现场修补加固和防碳化喷涂实例,介绍了TK聚合物砂浆的主要性能、TK聚合物砂浆的施工,值得参考。

关键词:TK聚合物砂浆;混凝土裂缝;修补加固;施工

中图分类号:TU7文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)008(C)-0046-01

前言:众所周之,TK聚合物砂浆是一种新型的混凝土表面修补加固材料,具有粘结强度高、干缩变形小、抗压模量低,抗氯离子和硫酸盐离子侵蚀能力强的特点,而且可显著提高护筋阻锈能力,还具有一定的补偿收缩性能,同时价格比同类产品低。由于此类新型聚合物砂浆具有修补加固作用,才被建筑行业广泛应用与混凝土修补加固。

一、实例。江西某置业有限公司开发的某公路,其中桥梁涵洞占有不少,通过对桥涵工程的竣工验收,经检查发现部分结构出现少量裂缝。经过权威检测机构检测后裂缝不影响安全功能,为此施工单位承担了房屋后期的维修工作,采用TK聚合物砂浆进行修补加固,取得了较好的效果。

二、混凝土裂缝产生原因。(一)荷载裂缝:结构在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。一般多出现在构件的受拉区域、受剪区域或振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计、施工错误、承载能力不足、地基不均匀沉降,等等。钢筋混凝土结构是由混凝土和钢筋共同承担极限状态的承载力,结构设计师需根据地基情况,静、动荷载,环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。(二)温度裂缝:由大气温度变化、周围环境高温的影响和大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成,水泥的水化热为165～250J/g,随混凝土水泥用量提高,起绝热温升可达50～80℃。研究表明,当混凝土内外温差10℃时,冷缩值εc=ΔTα=0101%,如温差为20～30℃时,其冷缩值为0102%～0103%,当大于混凝土极限拉伸值时混凝土就开裂。(三)干缩裂缝:这类裂缝一是由于材料缺陷引起的,研究表明,水泥加水后变成水泥硬化体,起绝对体积减小,毛细孔缝中水逸出产生毛细压力,使混凝土产生毛细收缩,由此引起水泥砂浆的干缩值为011%～012%,混凝土的干缩值为0104%～0106%,而混凝土的极限拉伸值只有0101%～0102%,所以引起干缩裂缝。1、沉降裂缝:现浇构件因地基或砌体过大不均匀沉降;模板刚度不足、支撑间距大、支撑松动、过早拆模等,均可导致产生沉降裂缝。2、腐蚀裂缝:由于有害离子Cl-,SO42-,Mg2+等侵入混凝土内部,导致钢筋锈蚀而使混凝土产生的后期膨胀裂缝。

三、TK聚合物砂浆的主要性能。TK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TK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Ca2+、Al3+、Fe2+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,TK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。四、TK聚合物砂浆施工。施工工艺流程: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TK界面剂抹TK聚合物砂浆养护涂防碳化剂。(一)基底处理①凿毛。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。(二)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TK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45min。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。(三)施工①TK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。②TK砂浆抹面施工。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。(四)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。

五、TK砂浆的施工控制。(一)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。(二)TK砂浆层外观平整,层面与基底结合牢靠。(三)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。

结语:综上所述,TK聚合物砂浆与普通砂浆相比,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,值得推广。

作者单位:江西有色工程有限公司

作者简介:蒲周(1983― )男,助理工程师,研究方向:公路管理与施工。