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模網(wǎng)混凝土耐久性問(wèn)題及防護(hù)措施

文檔作者：史巍侯景鵬文檔來(lái)源：東北電力學(xué)院建筑工程系		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月15日
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一
第22卷第4期
2002年12月
東北電力學(xué)院學(xué)報(bào)
Journal Of Northeast China
Institute Of Electric Power Engin~ring
VO1．22．NO．4
Dec．．2002
文章編號(hào)：1005—2992(2002)04—0058—03
模網(wǎng)混凝土耐久性問(wèn)題及防護(hù)措施
史巍，侯景鵬
(東北電力學(xué)院建筑-r程系．吉林吉林132012)
摘 要：模網(wǎng)混凝土在使用過(guò)程中出現(xiàn)面層砂漿開(kāi)裂、鋼模網(wǎng)銹蝕的現(xiàn)象。主要通過(guò)材料復(fù)合的方
法，在普通水泥砂漿中加入聚合物形成聚合物水泥砂漿，提高普通砂漿的柔韌性和抗?jié)B能力，并將改性
砂漿作為模網(wǎng)混凝土的保護(hù)層保護(hù)內(nèi)部鋼模網(wǎng)不受銹蝕。
關(guān)鍵詞：模網(wǎng)混凝土；聚合物水泥砂漿；保護(hù)層；氯離子擴(kuò)散；鋼筋銹蝕
中圖分類號(hào)：TU 503 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0 引 言
模網(wǎng)混凝土是一種新型的墻體材料，它是由建筑模網(wǎng)內(nèi)澆混凝土所構(gòu)成的混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。具有
施工方便快捷、抗震性好、建筑節(jié)能優(yōu)異、施工時(shí)混凝土免振搗自流平、自密實(shí)澆注，實(shí)現(xiàn)大摻量粉煤灰
等優(yōu)點(diǎn)，因而模網(wǎng)混凝土是一種新型環(huán)保節(jié)能型建筑材料。建筑模網(wǎng)技術(shù)是由法國(guó)杜朗夫婦發(fā)明，并獲
國(guó)際專利，1997年由法國(guó)引進(jìn)我國(guó)。建筑模網(wǎng)是由兩片固定于加勁肋的鋼板網(wǎng)(蛇皮網(wǎng))用沿加筋肋對(duì)
稱或交錯(cuò)分布的折鉤拉筋構(gòu)成空間的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，是一種免拆模濾過(guò)性模板。模網(wǎng)是由鋼板網(wǎng)、加勁肋和
折鉤拉筋組成，它們的組合方式如圖1所示。
為裝飾和保護(hù)模網(wǎng)混凝土，鋼板網(wǎng)外側(cè)需涂覆水泥
砂漿，且要求鋼板網(wǎng)外砂漿層厚度不小于20 mm。但在
使用中發(fā)現(xiàn)模網(wǎng)混凝土的鋼板網(wǎng)外側(cè)涂覆的水泥砂漿
層容易開(kāi)裂，而且鋼模網(wǎng)出現(xiàn)明顯的銹蝕現(xiàn)象，并導(dǎo)致
環(huán)繞加勁肋處的折鉤拉筋“銹斷”，這極大地限制了模網(wǎng)
混凝土的應(yīng)用。
圖1 建筑模網(wǎng)基本構(gòu)造
目前，解決鋼筋混凝土銹蝕的方法和修復(fù)的技術(shù)及材料已有許多種，且各有特點(diǎn)和局限性。其中。
通過(guò)表面處理以減少有害介質(zhì)滲透的方法，來(lái)修復(fù)和預(yù)防結(jié)構(gòu)破壞的應(yīng)用和研究很多。在混凝土表面
加作保護(hù)層可以隔離腐蝕環(huán)境，但對(duì)于提高混凝土自身壽命、保持堿度和防止有害離子的入侵都是有效
的。但有些涂層壽命不長(zhǎng)，再次涂覆又困難，故在保持長(zhǎng)期耐久性的方面受到限制。而聚合物水泥基涂
層與混凝土壽命相當(dāng)，近些年來(lái)得到大力發(fā)展與應(yīng)用。本文通過(guò)對(duì)模網(wǎng)混凝土表面進(jìn)行保護(hù)性處理。即
在模網(wǎng)混凝土的表面使用聚合物改性水泥砂漿作保護(hù)層，隔離有害介質(zhì)，從而保護(hù)水泥砂漿層內(nèi)的鋼板
網(wǎng)不受銹蝕，而且聚合物加入后增加了水泥凝膠體中柔性鍵的部分，可以提高水泥砂漿的柔韌性、降低
脆性。
收稿日期：2002—07—09
作者簡(jiǎn)介：史巍(1973一)，女，吉林省吉林市人，東北電力學(xué)院建工系助教
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第4期 史巍等，模網(wǎng)混凝土耐久性問(wèn)題及防護(hù)措施 59
1 實(shí)驗(yàn)方法
1．1 原材料
水泥：大連華能．小野田水泥有限公司生產(chǎn)的P032．5R普通硅酸鹽水泥，符合GB175—1999(普通
硅酸鹽水泥》要求。
聚合物：丁苯~ L(Garboxylic styrene—butadiene
rubber latex，SBR)。丁苯膠乳屬于彈性乳液，由丁
二稀、苯乙烯、不飽和羧酸及采用復(fù)合表面活性劑
為乳化劑制成，外觀為乳白色微藍(lán)液體，結(jié)合苯乙
烯60％ 。其主要性能見(jiàn)表1。
表1 丁苯膠乳的典型性質(zhì)
砂：河砂，通過(guò)級(jí)配調(diào)整后，細(xì)度模數(shù)為2．32。
消泡劑：磷酸三丁酯，分析純AR，符合GB15354．94，摻量為丁苯乳液固體含量的1．O％。
1．2 配合比設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)配合比采用灰砂比為1：3，水灰比為0．5。聚合物用量以乳液的固含量計(jì)，用聚合物與水泥的
質(zhì)量比即聚灰比表示，實(shí)驗(yàn)中改性砂漿的聚灰比分別為0％、3％、6％、9％、12％。乳液中的水，計(jì)人所
需的用水量中。本文在保持水灰比相同的條件下，對(duì)不同摻量的丁苯膠乳改性砂漿的性質(zhì)進(jìn)行比較。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
在模網(wǎng)混凝土的使用過(guò)程中，要受到各種有害介質(zhì)，如水、氧氣、二氧化碳和氯離子等的入侵。然
而，在工程實(shí)際中，引起模網(wǎng)混凝土腐蝕的一個(gè)重要原因就是氯化物透過(guò)面層水泥砂漿摻人到模網(wǎng)混凝
土中。氯離子是一種極強(qiáng)的陽(yáng)極活化劑或去鈍化劑。在混凝土的孔溶液中即使pH值很高如為l3，只
要有4～6-．ig／L的氯離子就足以破壞鋼筋鈍化膜。同樣是C45的混凝土，如果鋼筋去鈍化作用是50
年，則在一般的碳化環(huán)境中，混凝土最小保護(hù)層厚度只是10 mm；而在含氯化物的環(huán)境中，就至少要70
mm。氯化物應(yīng)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用壽命期間可能遇到的各種暴露環(huán)境中最危險(xiǎn)的一種侵蝕。本
文通過(guò)氯離子快速擴(kuò)散試驗(yàn)，測(cè)試不同聚灰比砂漿保護(hù)層抵抗氯離子擴(kuò)散能力。
本實(shí)驗(yàn)參照ASTM C1202．1997實(shí)驗(yàn)方法，該實(shí)驗(yàn)是在外加電壓條件下，加速氯離子的擴(kuò)散過(guò)程，在
短時(shí)間內(nèi)得到氯離子在混凝土內(nèi)的擴(kuò)散情況。實(shí)驗(yàn)測(cè)試6 h內(nèi)通過(guò)試件的總電量，提供一個(gè)測(cè)試混凝
土抵抗氯離子滲透能力的快速方法。本實(shí)驗(yàn)參照此方法測(cè)試砂漿的抵抗氯離子滲透能力。為避免試樣
由于吸收水分而影響氯離子擴(kuò)散的測(cè)量，同時(shí)為保證被測(cè)試的樣品有相同水飽和度，進(jìn)行試驗(yàn)前需進(jìn)行
真空水飽和處理。
比較不同聚合物摻量的改性水泥砂漿通過(guò)的電量的大小，來(lái)間接的衡量砂漿抵抗氯離子滲透的能
力。通過(guò)試樣的電量越大，說(shuō)明氯離子擴(kuò)散的數(shù)目越多，也就是砂漿抵抗氯離子滲透的能力越差，反之
亦然。圖2為改性后的聚合物水泥砂漿與普通水泥砂漿電量的比值，比值越小說(shuō)明改性效果越顯著，由
圖可見(jiàn)，隨著聚合物摻量的增加電量比值減少，說(shuō)明隨著聚合物摻量的增加，水泥砂漿抵抗氯離子滲透
的能力也在增強(qiáng)。其中摻量為9％的改性砂漿抵抗氯離子滲透的電量?jī)H為普通砂漿的48％，摻量增加
到12％時(shí)的電量為普通砂漿的65％，說(shuō)明抗?jié)B能力下降。這是由于氯離子等有害介質(zhì)都是隨水遷移才
侵入混凝土的，由圖3可見(jiàn)，聚合物摻量為9％的水泥砂漿的可透孔隙率最小，不透水性增強(qiáng)，因此聚合
物摻量為9％的水泥砂漿的抗氯離子滲透能力最強(qiáng)。
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■
東北電力學(xué)院學(xué)報(bào) 第22卷
圖2 改性水泥砂漿的電量比
3 改性機(jī)理
圖3 不同聚灰比砂漿孔隙率
水泥砂漿界面過(guò)渡區(qū)是砂漿最薄弱的區(qū)域，改性水泥砂漿中的聚合物恰好集中在界面過(guò)渡區(qū)。聚
合物在水泥水化產(chǎn)物周圍和骨料表面形成膜層，增強(qiáng)水泥水化產(chǎn)物之間以及水泥漿體和骨料界面區(qū)的
結(jié)合并填充孔隙，形成彈性薄膜與水泥漿體交叉、混成一體的空間網(wǎng)絡(luò)。這樣不僅可以大大增加水泥漿
體本身以及水泥漿體和骨料界面區(qū)的密實(shí)度，而且聚合物膜能像彈性繃帶一樣跨越微裂紋，限制應(yīng)力集
中和裂紋擴(kuò)展，提高面層砂漿的抗裂性，防止有害介質(zhì)的入侵，保護(hù)混凝土中的鋼模網(wǎng)不受銹蝕。
從聚合物阻斷砂漿內(nèi)的毛細(xì)通道的觀點(diǎn)出發(fā)，說(shuō)明摻人9％的聚合物就已經(jīng)達(dá)到了這種效果，繼續(xù)
提高聚灰比只不過(guò)增加了聚合物膜的厚度和連續(xù)性，對(duì)抗?jié)B性沒(méi)有改善效果，這說(shuō)明丁苯的摻量就抗?jié)B
性而言存在一個(gè)最佳范圍，在本試驗(yàn)條件下聚合物的最佳摻量為9％
4 結(jié) 論
聚合物改性水泥砂漿是將無(wú)機(jī)材料水泥砂漿和有機(jī)材料聚合物結(jié)合到一起的復(fù)合材料，為解決建
筑材料諸多領(lǐng)域中的問(wèn)題提供了新的方法。本文對(duì)模網(wǎng)混凝土表面進(jìn)行改性處理，即在其表面涂覆聚
合物水泥砂漿作保護(hù)層，聚合物與水泥水化產(chǎn)物交織在一起，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改善水泥砂漿的結(jié)構(gòu)
形態(tài)，提高了水泥砂漿的柔韌性。而且，由于聚合物的填充和封閉作用，提高了水泥砂漿的致密程度，空
氣、氧氣、二氧化碳、氯離子和水的透過(guò)性降低，因而增強(qiáng)了砂漿的抗氯離子滲透能力、抗碳化能力及抵
抗其它介質(zhì)侵蝕的能力，保護(hù)了模網(wǎng)混凝土內(nèi)部鋼模網(wǎng)，從而提高了模網(wǎng)混凝土的耐久性。
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(下轉(zhuǎn)第64頁(yè))

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