各种性能混凝土材料在土木工程中的应用

各种性能混凝土材料在土木工程中的应用1前言我省目前正进行50~70年代修建的大中型水库和水闸的除险加固工程，对已建水工混凝土建筑物进行各种老化加固处理是主要内容之一，即解决各种原因造成的裂缝和表面剥蚀、水质侵蚀、冲磨、空蚀、钢筋锈蚀、混凝土质量差等老化问题。水工混凝土建筑物的主要任务是挡水、引水、输水和泄水，混凝土老化造成的结果是裂缝的存在，裂缝往往是多种因素联合作用的结果，严重的裂缝和表面剥蚀及钢筋锈蚀不仅危害水工混凝土建筑物的整体性和稳定性，而且还会产生大量的漏水，使建筑物的安全运行受到严重威胁，加速混凝土结构老化，缩短水工混凝土建筑物的使用寿命，造成其耐久性产生很大危害。同时渗漏会导致水量的损失，影响到工程经济效益和社会效益。2丙乳砂浆特性丙乳是丙烯酸脂共聚乳液的简称，是一种高分子聚合物的水分散体，是一种水泥改性剂，是由南京水利科学研究院科研成果直接转化而成的产品，1986年已通过水利部鉴定，1988年获国家科技进步三等奖。已列入《工业建筑防腐设计规范》（GB50046-95）作为化工耐腐蚀材料。加入水泥砂浆后为聚合物水泥砂浆，属于高分子聚合物乳液改性水泥砂浆，适用于水利、公路、工业及民用建筑等钢筋混凝土结构的防渗、防腐护面和修补工程。丙乳砂浆中聚合物膜弹性模量较小，它使水泥浆体内部的应力状态得到改善，可以承受变形而使水泥石应力减少，产生裂缝的可能性也减少，同时聚合物纤维越过微裂缝，起到桥架作用，缝间都有聚合物纤维相连，所形成的均质聚合物框架，作为填充物跨过已硬化的微裂缝，限制微裂缝的扩展，微裂缝常在聚合物膜较多处消失，显示聚合物的抗裂作用；另外，聚合物有减水作用，使砂浆的水灰比减小，聚合物膜填充了水泥浆体的孔隙，切断了孔隙与外界的通道，起到密封的作用。丙乳砂浆与普通砂浆相比，具有极限拉伸率提高1~3倍，抗拉强度提高1.35~1.5倍，抗拉弹模降低，收缩小，抗裂性显著提高，与混凝土面、老砂浆及钢板粘结强度提高4倍以上，2天吸水率降低10倍，抗渗性提高1.5倍，抗氯离子渗透能力提高8倍以上等优异性能，使用寿命基本相同，且具有基本无毒、施工方便、成本低，以及密封作用，能够达到防止老混凝土进一步碳化，延缓钢筋锈蚀速度，抵抗剥蚀破坏的目的。具体性能指标见下表。3丙乳砂浆在水工混凝土建筑物加固中应用关于水工混凝土裂缝和表面剥蚀、水质侵蚀、冲磨、空蚀、钢筋锈蚀等修补加固可采用水泥基和树脂基修补材料。树脂基修补材料常用的主要是环氧树脂砂浆，虽具有强度高且强度增长快，能抵抗多种化学物质的侵蚀，但是材料的力学性能与基底混凝土不仅相一致，如其膨胀系数大于基底混凝土而开裂脱落、不适合潮湿面粘结、不耐大气老化等缺点，施工环境要求高，成本大，用来修复水工混凝土建筑物不太理想；水泥基修补材料有普通水泥砂浆和聚合物水泥砂浆，普通水泥砂浆在与老混凝土表面粘结、本身抗裂和密封等性能不如聚合物（丙乳）水泥砂浆，丙乳砂浆与传统环氧树脂砂浆相比，不仅成本低，而且施工与普通水泥砂浆相似，可人工涂抹，施工工艺简单，易操作和控制施工质量，并适合潮湿面粘结，与基础混凝土温度适应性好，使用寿命同普通水泥砂浆，克服了环氧树脂砂浆常因其膨胀系数大于基底混凝土而开裂、鼓包与脱落等缺点。