淺談丙乳砂漿
2007-01-18 00:00
摘要：丙乳砂漿是丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿的簡稱，屬于高分子聚合物乳液改性水泥砂漿。丙乳砂漿是一種新型混凝土建筑物的修補材料，具有優(yōu)異的粘結(jié)、抗裂、防水、防氯離子滲透、耐磨、耐老化等性能，和樹脂基修補材料相比具有成本低、耐老化、易操作、施工工藝簡單及質(zhì)量容易保證等優(yōu)點。適用于水利、公路、工業(yè)及民用建筑等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防滲、防腐護(hù)面和修補工程。
關(guān)鍵詞：丙乳砂漿；丙乳砂漿配合比及原材料選用；丙乳砂漿施工工藝
一、丙乳砂漿的特性
目前用于建筑工程中的修補材料主要有水泥基和樹脂基兩種。由于樹脂基修補材料常用的主要是環(huán)氧樹脂砂漿，該材料雖具有強度高、強度增長快、能抵抗多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕等優(yōu)點，但材料的力學(xué)性能與基底混凝土不相一致，存在如其膨脹系數(shù)大于基底混凝土而開裂脫落、不適合潮濕面粘結(jié)、不耐大氣老化等缺點，且施工環(huán)境要求比較高，成本比較大；而水泥基修補材料（分普通水泥砂漿和聚合物水泥砂漿）彌補了該項缺陷，但普通水泥砂漿在與老混凝土表面粘結(jié)、本身抗裂和密封等性能不如聚合物（丙乳）水泥砂漿，丙乳砂漿與傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂砂漿相比，不僅成本低，而且施工與普通水泥砂漿相似，可人工涂抹，施工工藝簡單，易操作和控制施工質(zhì)量，并適合潮濕面粘結(jié)，與基礎(chǔ)混凝土溫度適應(yīng)性好，使用壽命同普通水泥砂漿，克服了環(huán)氧樹脂砂漿常因其膨脹系數(shù)大于基底混凝土而開裂、鼓包與脫落等缺點。
丙乳是丙烯酸脂共聚乳液的簡稱，是一種高分子聚合物的水分散體，是一種水泥改性劑，是由南京水利科學(xué)研究院科研成果直接轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品， 1986年已通過水利部鑒定，1988年獲國家科技進(jìn)步三等，已列入《工業(yè)建筑防腐設(shè)計規(guī)范》（GB50046-95）作為化工耐腐蝕材料。加入水泥砂漿后為聚合物水泥砂漿，屬于高分子聚合物乳液改性水泥砂漿，已被廣泛用于水利、公路、工業(yè)及民用建筑等的防滲、防腐護(hù)面和修補工程。
丙乳砂漿中聚合物膜彈性模量較小，它使水泥漿體內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)得到改善，可以承受變形而使水泥石應(yīng)力減少，產(chǎn)生裂縫的可能性也減少，同時聚合物纖維越過微裂縫，起到橋架作用，縫間都有聚合物纖維相連，所形成的均質(zhì)聚合物框架，作為填充物跨過已硬化的微裂縫，限制微裂縫的擴展，微裂縫常在聚合物膜較多處消失，顯示聚合物的抗裂作用；另外，聚合物有減水作用，使砂漿的水灰比減小，聚合物膜填充了水泥漿體的孔隙，切斷了孔隙與外界的通道，起到密封的作用。
丙乳砂漿與普通砂漿相比，具有極限拉伸率提高1～3倍，抗拉強度提高1.35～1.5倍，抗拉彈模降低，收縮小，抗裂性顯著提高，與混凝土面、老砂漿及鋼板粘結(jié)強度提高4倍以上，2天吸水率降低10倍，抗?jié)B性提高1.5倍，抗氯離子滲透能力提高8倍以上等優(yōu)異性能，使用壽命基本相同，且具有基本無毒、施工方便、成本低，以及密封作用，能夠達(dá)到防止老混凝土進(jìn)一步碳化，延緩鋼筋銹蝕速度，抵抗剝蝕破壞的目的。
具體性能指標(biāo)見下表：
丙乳砂漿與普通砂漿性能指標(biāo)比較表
|
序號 |
性 能 |
普通砂漿 |
丙乳砂漿 |
試 驗 方 法 |
|
1 |
抗壓強度（MPa） |
50 |
44.2 |
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|
2 |
抗拉強度（MPa） |
5.5 |
7.6 |
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|
3 |
抗折強度（MPa） |
10.7 |
16.9 |
|
|
4 |
極限引伸率（1×10-6） |
228 |
558～900 |
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5 |
抗拉彈性模量（1×104MPa） |
2.6 |
1.65 |
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6 |
收縮變形（1×10-6） |
1271 |
536 |
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7 |
與老砂漿粘結(jié)強度（MPa） |
1.4 |
8.0 |
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|
8 |
與鋼板粘結(jié)強度（MPa） |
0 |
0.9～1.6 |
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9 |
滲水高度（mm） |
90 |
35 |
1.5MPa水壓,恒壓24h |
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10 |
磨耗百分率（%） |
5.38 |
3.97 |
雙圓柱園盤耐磨機 |
|
11 |
快速碳化深度（mm） |
3.6 |
0.8 |
20%C02濃度碳化20天 |
|
12 |
鹽水浸后氯離子滲透深度（mm） |
﹥20 |
1.0 |
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|
13 |
碳化強度損失 |
13 |
14 |
碳弧燈全氣候老化2160h |
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14 |
2天吸水率（%） |
12 |
0.8 |
|
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15 |
抗凍性 |
／ |
﹥300 |
快凍循環(huán) |
備注:實驗試件的灰砂比均為1:1，水灰比相同；丙乳砂漿的丙乳摻入量為水泥重量的30%。
二、丙乳砂漿配合比及原材料的選用
丙乳砂漿是丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿的簡稱，屬于高分子聚合物乳液改性水泥砂漿。在原材料進(jìn)行選用時，水泥宜采用不低于32.5R級的普通硅酸鹽水泥；砂子選用細(xì)度模數(shù)1.6，粒徑小于2.5mm的過篩細(xì)砂即可；聚合物丙乳的固體含量為39～48%，砂漿用水總量應(yīng)考慮丙乳中的含水量。
丙乳砂漿配合：灰砂比1：1～1：2；灰乳比1：0.15～1：0.3；水灰比40%左右。建議混凝土建筑物表面剝蝕、水質(zhì)侵蝕、鋼筋銹蝕修補采用下限配合比；有防滲要求的裂縫、沖磨、空蝕等修補采用上限配合比。施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場水泥和砂子及施工和易性要求通過試拌確定水灰比，丙乳砂漿應(yīng)盡量選用小水灰比。
丙烯酸酯共聚乳液水泥砂漿調(diào)整后配合比（重量比）
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材 料 名 稱 |
丙乳砂漿 |
|
丙烯酸酯共聚乳液混合液 |
16.7 |
|
不低于32.5R級的普通硅酸鹽水泥 |
100 |
|
砂 |
167 |
|
水 |
50 |
備注：拌制的丙乳砂漿終凝時間約為4小時。
打底和最后刷面層采用的丙乳凈漿配和比為1kg丙乳加2kg水泥攪拌成漿。
三、丙乳砂漿施工工藝
丙乳砂漿施工方便，配制拌和簡單，主要有人工抹壓和機械噴涂兩種施工方法。只要掌握關(guān)鍵的施工養(yǎng)護(hù)要求，施工質(zhì)量是容易得到保證的。
丙乳砂漿施工工藝流程如下圖所示：
丙乳砂漿施工工藝流程圖
現(xiàn)在我們就人工抹壓的施工工藝介紹一下：
1、丙乳砂漿拌制時，先將水泥和砂子拌均勻，再加入經(jīng)試拌確定的水量及丙乳，充分拌和均勻，材料必須稱量正確，尤其是水和丙乳，拌和過程中不能隨意擴大水灰比。拌制時采用砂漿拌和機拌制，砂漿連續(xù)拌和4～5min，停頓1min，在拌和機內(nèi)再拌和1min后才能入倉。每次拌制的丙乳砂漿，要求在30～45 min內(nèi)使用完，不宜一次拌和過多數(shù)量，一次拌和量以控制在10kg水泥為宜（人工抹壓施工）。
2、施工前需將舊混凝土剝蝕層鑿除，鑿除厚度為2～3cm。然后在鑿毛的舊混凝土表面（簡稱基面）用高壓水沖洗干凈，等基面無積水呈潮濕狀時，先在基面上涂刷一層丙乳膠乳凈漿，凈漿要求涂布均勻，且無漏涂現(xiàn)象。凈漿涂刷后立即攤鋪攪拌均勻的丙乳膠乳水泥砂漿。
3、為保證質(zhì)量應(yīng)先用丙乳凈漿打底，然后分層抹壓丙乳砂漿，每層厚度控制在5mm左右。抹壓時采用倒退法進(jìn)行，即加壓方向與剛建砂漿層前進(jìn)方向相反，要求丙乳砂漿層密實，且表面平整光滑。砂漿鋪筑到位后，應(yīng)用力壓實，隨后抹面，注意向一個方向抹平，不要來回多次抹，不需第二次收光。修復(fù)面積較大時，宜隔塊跳開分段施工效果更好。
4、丙乳砂漿抹壓后約4h（表面略干后），采用農(nóng)用噴霧器進(jìn)行水噴霧養(yǎng)護(hù)或用薄膜覆蓋，養(yǎng)護(hù)1天后再用毛刷在面層刷1道丙乳凈漿，要求涂均、密封，待凈漿終凝結(jié)硬后繼續(xù)噴霧養(yǎng)護(hù)，使砂漿面層始終保持潮濕狀態(tài)7天。在陽光直射或風(fēng)口部位，注意采取合理的遮陽和保濕措施。
結(jié)束語：丙乳砂漿是一種新型的建筑工程修補材料，具有優(yōu)異的粘結(jié)、抗裂、防水、防氯離子滲透、耐磨、耐老化等性能。通過對國內(nèi)和省內(nèi)各種修復(fù)工程中的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)和分析，該材料是一種既施工方便、又成本低的新型建筑修補材料，在水利、公路、工業(yè)及民用建筑等防滲、防腐護(hù)面和修補工程中已得到廣泛推廣。
參考文獻(xiàn)：
1、《工業(yè)建筑防腐設(shè)計規(guī)范》（GB50046-95）
2、《混凝土聚合物復(fù)合材料及其應(yīng)用》，科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1996年12月
3、《混凝土工程新材料設(shè)計與施工》，中國水利水電出版社，l998年8月
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