摘要

研究了高效減水劑、高性能聚合物、膨脹劑等對修補砂漿性能的影響。優化修補砂漿的配比，從而研制出具有優異工作性能和力學性能的混凝土修補砂漿。  

關鍵詞：聚(ju)合物；高效減水劑；膨脹(zhang)劑；修補砂漿；

前言

隨著國家城市化進程的加速，越來越多的高樓大廈拔地而起，同時道路橋梁、水利大壩、高鐵等大型基礎設施如火如荼的建設完工并投入使用。一些工程在建造 由于工程質量控制不夠嚴格尤其是在非承重的裝飾層面或多或少的存在一些問題。同時混凝土建筑本身的服役和老化規律預測，在今后的一個時期內，我國建筑行業將完成由目前以新建基礎工程設施為主過渡到以修補和翻新這些基礎工程設施為主的戰略性轉變。美國是完成工業比較早的國家，美國的混凝土基礎設施工程總價值約為6 萬億美元，每年所需的維修費或重建費約為3 千億美元[1]；迫在眉睫的問題是，我國2 0世紀8   0 年代以前修建的工業與民用建筑中有很大一部分正處在加固和維修時期[ 2 ]。經常有新聞報道某小區的建筑樓外墻出現了剝離掉落下來的現象；某商場的地面、臺階出現麻面、大面積損壞；某大型工程出現鋼筋裸露等。構造物一旦出現損壞應及時加固修補，否則將造成更大的
經濟損失，甚至是造成人員傷亡。
 
1    試驗材料和方法
1.1  原料
水泥：考慮水泥材料的選取的方便和使用的廣泛性，本實驗使用海螺P . O 42.5 普通硅酸鹽水泥；    砂：40~70 目的石英砂；
高性能聚合物：選取具有代表性的瓦克VINNAPAS5010N 可在分散性乳膠粉；
高性能減水劑：為FOX- Talon101 聚羧酸粉劑減水劑；
膨脹劑：自制的 QL- 2008高性能膨脹劑，主要為硫鋁酸鈣，該膨脹劑具有促凝早強
作用；
1.2  試驗方法
稱取高性能聚合物、高性能減水劑、膨脹劑及其他添加劑等小料混合均勻，然后稱取適量的砂、水泥再與混好的小料一起倒進V 型混料機中混合30~40min。固定灰砂比為C / S=1:1, 考慮砂漿施工的操作性，參照GB2419- 2005《水泥膠砂流動度測定方法》將膠砂的流動度控制在160 - 1 7 0mm，以此確定砂漿的需水量；參照JC- T603- 2004《水泥膠砂干縮試驗方法》測定砂漿的膨脹率；拉伸粘結強度按照《JC/T- 993 —2006 外墻外

保溫用膨(peng)脹聚苯(ben)乙烯(xi)板抹面膠漿》測定(ding)。

實驗結果(guo)

3.1  聚羧酸粉劑對砂漿性能的影響
砂(sha)漿(jiang)的(de)耐久性(xing)(xing)和力學性(xing)(xing)能與砂(sha)漿(jiang)的(de)用(yong)水(shui)量有一(yi)定的(de)關(guan)系，高性(xing)(xing)能聚(ju)羧(suo)酸減(jian)水(shui)劑(ji)能降(jiang)低用(yong)水(shui)量，賦予砂(sha)漿(jiang)良好的(de)施工性(xing)(xing)能。

聚羧酸高效減水劑是一種高分子聚合物表面活性劑，能降低水泥顆粒的表面能，很好的浸潤砂漿表面，失水后的聚合物凝固和不斷生成的水化硅酸鈣凝膠滲入到被連接的砂漿和混凝土的水泥石、骨料等的毛細空和裂縫中，其活性因子還與水泥水化中游離的Ca2+、A13+、Fe3+等離子交換，形成特殊的橋健。這種特殊的橋健橫跨砂漿和混凝土體，把它們牢牢的連接成一個堅固的整體，從而大幅度?高砂漿的粘結強度[ 3 ]。Talon101 粉
劑聚羧酸減水劑的減水率較高，從表1 看出隨著減水劑摻量的增加砂漿的需水量減少，砂漿的1d、28  d 力學強度也隨著升高。當減水劑的摻量超過0.13% 時，砂漿即出現了粘性，砂漿流墜嚴重，作為立面修補材料，聚羧酸粉劑的摻量在0.11% 左右時最佳。
 
3. 2   聚合物對砂漿性能的影響
高(gao)(gao)性能聚(ju)合(he)物可(ke)再分散乳膠粉(fen)是乙烯與醋酸乙烯酯的(de)共聚(ju)物，該乳膠粉(fen)具有在(zai)水(shui)中(zhong)在(zai)溶解和分散的(de)能力，并保持乳液(ye)成膜的(de)特性。高(gao)(gao)性能聚(ju)合(he)物用在(zai)砂漿(jiang)中(zhong)可(ke)賦予砂漿(jiang)優異的(de)粘結強度，?高(gao)(gao)砂漿(jiang)的(de)柔(rou)韌性和抗(kang)折強度、可(ke)塑性、施工性等。

高性能聚合物在砂漿中均勻的分散，可以防止或者是減少水分的蒸發和防止干燥基
體對水分的吸收，從而使水化更加完全；同時聚合物的加入改善了膠凝材料- 骨料界面
狀況，增加了它們之間的粘結力，而粘結力對材料的抗拉強度和抗折強度同時做出貢獻。 
 

從圖1 可以看出砂漿14d 和28d 的粘結強度隨著聚合物摻量的增加而增加，摻量在8%以上時增加幅度不再那么明顯；圖2 反應了乳膠粉摻量對砂漿抗折強度的影響，乳膠粉摻量摻入改善了砂漿的韌性，?高了砂漿的抗折強度；從圖3 可以看出聚合物的摻入對砂漿早期與后期的強度都有較大影響，基準砂漿的早期抗壓強度較高，而摻入聚合物砂漿的早期抗壓強度較低，并且隨著摻量的增加早期強度下降更明顯，這是因為聚合物有緩凝和引氣作用，摻量越大，緩凝作用越明顯。同時表2 反應了膠粉摻量對砂漿施工性能的影響，膠粉摻量低時砂漿的觸變性能差、粘聚性差，當摻量達到10% 時砂漿較粘，不利于施工。考慮綜合成本因素，聚合物的最佳摻量在6%~8%。
 
3.3  膨脹劑對砂漿性能的影響
   QL- 2008膨(peng)脹(zhang)(zhang)劑(ji)(ji)(ji)成分(fen)中含有硫鋁酸鈣，其(qi)具有早期水化(hua)快(kuai)，膨(peng)脹(zhang)(zhang)效(xiao)果佳等(deng)(deng)特(te)點(dian)。膨(peng)脹(zhang)(zhang)劑(ji)(ji)(ji)摻入(ru)砂(sha)漿中能改善(shan)砂(sha)漿的(de)(de)(de)力學(xue)性能，?高(gao)砂(sha)漿的(de)(de)(de)抗(kang)折和抗(kang)壓強度，對改善(shan)砂(sha)漿的(de)(de)(de)粘結(jie)性能效(xiao)果更佳明顯，克服了新老混凝土界面(mian)由于干縮造成的(de)(de)(de)開裂、剝離等(deng)(deng)缺點(dian)。固定減水劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)摻量為0.11% ，膠粉(fen)摻量為 8%，灰砂(sha)比為C/S=1:1,水灰比W/C=0.3，分(fen)析膨(peng)脹(zhang)(zhang)劑(ji)(ji)(ji)對砂(sha)漿性能的(de)(de)(de)影響。 ;

 
從圖4 可以看出隨著膨脹劑摻量的增加砂漿28d 的膨脹率較空白樣大幅?高。圖5 反應了膨脹劑對砂漿粘結強度的影響，QL- 2008膨脹劑在5%摻量時膨脹率和粘結強度效果最佳，摻量過大時對砂漿后期強度的影響較大。
膨脹(zhang)(zhang)劑摻(chan)量的(de)(de)摻(chan)入，抵(di)消(xiao)了(le)(le)砂漿(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)部分物理(li)和化學收縮(suo)，收縮(suo)率(lv)下降(jiang)。水(shui)泥(ni)漿(jiang)(jiang)(jiang)體在水(shui)化過程(cheng)中，大量形成(cheng)鈣礬石構成(cheng)膨脹(zhang)(zhang)源，由(you)于鈣礬石產生(sheng)的(de)(de)體積膨脹(zhang)(zhang)，改善了(le)(le)砂漿(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)應力(li)狀態。同時由(you)于鈣礬石具有填充堵塞毛細孔(kong)縫的(de)(de)作用，改善了(le)(le)砂漿(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)孔(kong)結構，降(jiang)低總孔(kong)隙(xi)率(lv)，從而(er)?高了(le)(le)砂漿(jiang)(jiang)(jiang)的(de)(de)抗折、抗壓強度，降(jiang)低了(le)(le)收縮(suo)率(lv)[ 4 ]。

修補(bu)砂漿的(de)應用(yong)

建筑(zhu)物在(zai)建造的過程(cheng)中會出現(xian)如蜂窩、空鼓等一些(xie)問題；同時(shi)由于建筑(zhu)結構有一定的使用年限，隨著服役(yi)期(qi)限的到來，便(bian)陸續出現(xian)了(le)剝離、開裂等現(xian)象。

 
混凝土構件在修補時一定要遵循以下幾點：
1 、使用時用應清除修補層面的松動顆粒、浮灰、油污等其它殘留物，使整個混凝土修補面見新；
2 、施工前用水將修補基面濕潤至飽和，清除明水，即可施工或等水干后刷涂界面劑，這樣粘結效果更佳；
3 、界面(mian)劑要薄而均勻，然后再(zai)施工養(yang)護，以?高砂漿與(yu)基層的(de)粘結能(neng)力(li)，防止砂漿開裂。

結(jie)果討論

（1 ）粉體聚羧酸減水劑Talon101 具有較大的減水率，可大幅降低砂漿的用水量，?高砂漿的抗折、抗壓和粘結強度，作為立面修補時，摻量不能超過0.13% ；
（2 ）聚合物的摻入改善了砂漿的施工性能，?了高砂漿的抗折強度，尤其是對砂漿粘結力的?高作用更加明顯，避免砂漿與基層出現剝離現象；
（3 ）膨脹劑改善了砂漿的孔結構，降低總孔隙率，?高了砂漿的抗折、抗壓強度，降低了收縮率，進一步的?高了砂漿與基層的粘結力，?高了耐久性。

（4 ）作為地(di)面的薄層(ceng)(ceng)修補，使(shi)用Talon101 減水劑和QL- 2008膨脹劑可獲得流動性佳、與基層(ceng)(ceng)粘(zhan)結牢固(gu)、耐久時間長(chang)的修補砂漿。 

參考文獻

[1] 蒲心誠．論混凝土工程的超耐久化．混凝土．2000(1) 。
[2] 趙維，李東旭，李清海. 聚合物改性砂漿綜述[J].材料導報，2010，24(6) : 136 - 140 。
[ 3 ] 周子昌. 聚合物水泥砂漿在混凝土修補中的應用[J] . 水利水電技術，1994(11): 59—63。
[ 4 ] 徐(xu)迅，盧忠(zhong)遠，齊硯(yan)勇，陳(chen)軍磊(lei). 混凝土修補(bu)砂漿的(de)研究[J] . 2008第三(san)屆( 中國) 國際建(jian)筑干(gan)混砂漿生產應用技(ji)術研討會論文(wen)集.209- 213 。