聚合物水泥砂漿應用于混凝土修補加固

時間：2018-08-30

聚合物水泥砂漿應用于混凝土修補加固

聚合物水泥砂漿

聚合物在改性水泥砂漿中的應用，在世界上已有很長的一段歷史。與普通的水泥砂漿相比，聚合物水泥砂漿具有很多優(yōu)良的性能?，F(xiàn)對聚合物改性砂漿的改性機理、改性砂漿性能以及改性砂漿的應用情況作詳細介紹。

關(guān)鍵詞：聚合物；砂漿，改性；應用

前言

早在1923年，英國人Gresson就把聚合物應用于路面材料而獲得**。我國在這一方面的研究起步較晚，還是近十幾年發(fā)展起來的。1990年在上海舉行了*6屆**聚合物混凝土會議，大大地加速了我國在這一方面研究與應用的進步。

1聚合物水泥砂漿的改性機理

水泥砂漿作為一種復合材料，骨料和水泥基之間的界面過渡區(qū)是材料的薄弱環(huán)節(jié)。在界面過渡區(qū)，水灰比高、孔隙率大、氫氧化鈣和鈣礬石多，晶粒粗大、氫氧化鈣晶體取向生長。要改善水泥基材料的性能，就必須改善界面過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。聚合物對水泥砂漿的改性作用，其實質(zhì)也是改善材料的界面過渡區(qū)，從而使材料獲得別的材料所不具有的性能。

（1）聚合物具有減水的效果。

其表現(xiàn)在配制具有相同流動度的砂漿時，摻有聚合物的砂漿的水灰比要**普通砂漿的水灰比。這是因為聚合物和礦物摻合料粉煤灰一樣的形態(tài)效應，因為聚合物的固體粒徑很小，其直徑一般在0.05～5um之間。這樣的顆粒也可像粉煤灰的顆粒一樣，既可起到滾珠的作用，又具有較高的表面活性，從而能起到減水效應。

（2）在砂漿中摻加聚合物后，氫氧化鈣也會沿著聚合物固體顆粒生長，有利于打亂氫氧化鈣的取向生長。

另外，由于聚合物的特殊性，它會在**其較低成膜溫度下凝聚成膜，形成的膜能將水泥水化生成的氫氧化鈣包圍起來，連成一個整體，可以有效的降低氫氧化鈣對材料耐久性的不良影響。

（3）由于聚合物成膜的過程發(fā)生在水泥水化的過程中，水分用于水化以及被蒸發(fā)，聚合物就在整個基體中形成一個堅韌、致密的網(wǎng)絡薄膜狀網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，分布在水泥砂漿骨架之間，填充空隙，切斷了與外界的通道，進一步改善了材料的性能。

2聚合物水泥砂漿的材料

2．1聚合物

對能用于砂漿改性的聚合物，其性能要求十分重要。聚合物在發(fā)揮其優(yōu)點的同時，不能對砂漿帶來負面的影響，如不能影響水泥的充分水化，對水泥石的基體沒有腐蝕作用，對環(huán)境沒有污染作用等?，F(xiàn)階段用于改性砂漿的聚合物的種類主要有以下一些。

其中較常用的就是圖中劃橫線的聚合物。有丁苯乳液（SBR）、聚丙烯酸脂（PAE）、聚乙烯醋酸脂（EVA）、丙苯乳液（SAE）等。但由于單一品種乳液用于改性砂漿時會有一些不足，因此現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)通過聚合物乳液的共混，綜合不同乳液的優(yōu)點，設計出能實現(xiàn)不同性能要求、適應不同用途需要的聚合物共混物用于改性砂漿。

2．2水泥

用于聚合物改性砂漿的水泥一般為普通硅酸鹽水泥，它的早期強度高、凝結(jié)快、耐凍性好。另外還可用高鋁酸鹽水泥。近年來，出現(xiàn)了一種專門用于聚合物干粉改性砂漿的鋁酸鈣水泥，這種水泥是用一定比例含有三氧化二鋁和氧化鈣經(jīng)熔化或煅燒，然后將獲得的熟料磨細而成。

2．3礦物摻合料

礦物摻合料（硅灰、粉煤灰、礦渣等）本身就可以作為一種水泥砂漿的改性材料。把礦物摻合料和聚合物雙摻在砂漿中，能綜合利用兩種改性材料的特點，優(yōu)勢互補進一步改善砂漿的性能。

2．4　砂

一般用河砂，要求含泥量不能過高。

3硬化聚合物砂漿的力學性能

3．1抗壓強度

現(xiàn)有大部分的研究都認為聚合物改性砂漿的抗壓強度要**普通砂漿的抗壓強度，但是還存在另外的一種觀點，就是認為聚合物改性砂漿的抗壓強度要**普通砂漿的抗壓強度，這是因為聚合物具有減水效應，能降低砂漿的用水量，從而提高砂漿的抗壓強度。之所以存在這樣對立的觀點，有可能是砂漿單位體積內(nèi)的水與聚合物的相對含量的問題。在聚合物砂漿中水泥的水化和聚合物的成膜是一對矛盾，水泥水化需要水分，而聚合物的成膜要求失去水分。在砂漿中聚合物由于具有減水作用，應該能增加砂漿的強度，但由于**所講的聚合物降低抗壓強度的因素的存在，就應該調(diào)節(jié)砂漿單位體積內(nèi)水與聚合物的相對含量，使其滿足既能很好的水化又能很好的成膜，從而能提高砂漿的抗壓強度。

3．2粘結(jié)強度

復合材料之間的界面粘結(jié)作用可以大致分為以下五類：

（1）吸附與侵潤；

（2）相互擴散；

（3）靜電吸引；

（4）化學鍵合；

（5）機械粘著。

聚合物改性砂漿的粘結(jié)強度可以分為砂漿內(nèi)部和把砂漿用于修補材料時新老界面之間的粘結(jié)強度。砂漿內(nèi)部的粘結(jié)性能在**已有介紹，即在界面處分為機械粘合、物理吸引、化學鍵合，正是因為有這樣的效果使得砂漿漿體的粘結(jié)強度增大。當聚合物改性砂漿作為一種修補材料時，與普通的砂漿相比也表現(xiàn)出有良好的粘結(jié)強度，之所以有比普通砂漿強的粘結(jié)強度，這有可能是聚合物砂漿在新老界面出也能形成那樣的界面結(jié)構(gòu)，并且聚合物還能擴散到老砂漿中的空隙中去成膜，進一步增強粘結(jié)強度。

3．3彈性模量

聚合物改性砂漿的彈性模量要**普通砂漿的彈性模量，因此聚合物沙漿比普通的砂漿有較大的變形性。

3．4耐久性

由于聚合物對砂漿的改性作用，提高了砂漿的耐久性。如砂漿的抗?jié)B能力得到了提高，吸水性降低，砂漿承受凍融循環(huán)的能力也得到了提高。另外，砂漿長期暴露在野外，其力學性能沒有降低反有提高。

4聚合物水泥砂漿的應用

4．1混凝土修補材料

聚合物水泥砂漿（修補砂漿）已經(jīng)廣泛應用于混凝土結(jié)構(gòu)加固，選用聚合物改型砂漿作為混凝土結(jié)構(gòu)的修補材料主要有以下理由。

（1）聚合物水泥砂漿具有良好的粘結(jié)性和耐水性；

（2）聚合物水泥砂漿不需要潮濕養(yǎng)護，盡管較初兩天保持潮濕會較好；

（3）聚合物水泥砂漿的收縮和普通混凝土相同或略低一些；

（4）聚合物水泥砂漿的抗折強度、抗拉強度、耐磨性、抗沖擊能力比普通混凝土高，而彈性模量較低；

（5）聚合物水泥砂漿的抗凍融性能較好。

4．2防水材料

聚合物水泥砂漿既可以用于剛性防水材料，又可以作為柔性防水材料。聚合物水泥砂漿作為柔性放水材料應用時，主要是以防水涂料形式使用。

4．3膠黏劑

由于聚合物水泥砂漿具有良好的粘結(jié)能力和良好的協(xié)調(diào)性，可以作為一種良好的膠黏劑，如瓷磚膠黏劑、界面處理劑等。

4．4防腐蝕

聚合物水泥砂漿比普通混凝土的抗?jié)B性、耐介質(zhì)性能好得多，能阻止介質(zhì)滲入，從而提高砂漿結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能。因此在許多防腐蝕場合得到應用，主要有防腐蝕地面（如化工廠地面，化學試驗室地面等）、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防腐涂層、溫泉浴池、污水管等等。

4．5其它

聚合物水泥砂漿還可以應用于如表面裝飾和保護，鋪面材料和道路路面等等。

詞條
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