模網(wǎng)混凝土耐久性問題及防護措施

1、模網(wǎng)混凝土耐久性問題及防護措施             模網(wǎng)混凝土耐久性問題及防護措施史巍，侯景鵬(東北電力學(xué)院 建筑工程系，吉林 吉林 132012)摘  要：模網(wǎng)混凝土在使用過程中出現(xiàn)面層砂漿開裂、鋼模網(wǎng)銹蝕的現(xiàn)象。主要通過材料復(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)混凝土的保護層保護內(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；保護層；氯離子擴

2、散；鋼筋銹蝕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、施工時混凝土免振搗自流平、自密實澆注，實現(xiàn)大摻量粉煤灰等優(yōu)點，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)是由法國杜朗夫婦發(fā)明，并獲國際專利，1997年由法國引進(jìn)我國。建筑模網(wǎng)是由兩片固定于加勁肋的鋼板網(wǎng)(蛇皮網(wǎng))用沿加筋肋對稱或交錯分布的折鉤拉筋構(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。    為裝飾和保護模

3、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20mm。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。    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，且各有特點和局限性。其中，通過表面處理以減少有害介質(zhì)滲透的方法，來修復(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層可以隔離腐蝕環(huán)境，但對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，再次涂覆又困難，故在保持長期耐久性的

4、方面受到限制。而聚合物水泥基涂層與混凝土壽命相當(dāng)，近些年來得到大力發(fā)展與應(yīng)用。本文通過對模網(wǎng)混凝土表面進(jìn)行保護性處理，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層，隔離有害介質(zhì)，從而保護水泥砂漿層內(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。1實驗方法1.1原材料    水泥：大連華能小野田水泥有限公司生產(chǎn)的PO32.5R普通硅酸鹽水泥，符合GB175-1999普通硅酸鹽水泥要求。  聚合物：丁苯膠乳(Garboxylic styrenebutadiene rubber latex,SBR)

5、。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%。其主要性能見表1。    砂：河砂，通過級配調(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1.0%。1.2配合比設(shè)計    實驗配合比采用灰砂比為13，水灰比為0.5。聚合物用量以乳液的固含量計，用聚合物與水泥的質(zhì)量比即聚灰比表示，實驗中改性砂漿的聚灰比分別為0%、3%、6%、9%、12%。乳液中的水，計入所需

6、的用水量中。本文在保持水灰比相同的條件下，對不同摻量的丁苯膠乳改性砂漿的性質(zhì)進(jìn)行比較。2實驗結(jié)果與討論    在模網(wǎng)混凝土的使用過程中，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，在工程實際中，引起模網(wǎng)混凝土腐蝕的一個重要原因就是氯化物透過面層水泥砂漿摻入到模網(wǎng)混凝土中。氯離子是一種極強的陽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13，只要有4mg/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，混凝土最小保護層厚度只是10mm；而在含氯化物的環(huán)境中，就至少要70mm。氯化

7、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)境中最危險的一種侵蝕。本文通過氯離子快速擴散試驗，測試不同聚灰比砂漿保護層抵抗氯離子擴散能力。    本實驗參照ASTM C1202-1997實驗方法，該實驗是在外加電壓條件下，加速氯離子的擴散過程，在短時間內(nèi)得到氯離子在混凝土內(nèi)的擴散情況。實驗測試6?h內(nèi)通過試件的總電量，提供一個測試混凝土抵抗氯離子滲透能力的快速方法。本實驗參照此方法測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散的測量，同時為保證被測試的樣品有相同水飽和度，進(jìn)行試驗前需進(jìn)行真空水飽和處理。  

8、60; 比較不同聚合物摻量的改性水泥砂漿通過的電量的大小，來間接的衡量砂漿抵抗氯離子滲透的能力。通過試樣的電量越大，說明氯離子擴散的數(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，比值越小說明改性效果越顯著，由圖可見，隨著聚合物摻量的增加電量比值減少，說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。其中摻量為9%的改性砂漿抵抗氯離子滲透的電量僅為普通砂漿的48%，摻量增加到12%時的電量為普通砂漿的65%，說明抗?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，聚合物摻量為9%的水泥砂漿的可

9、透孔隙率最小，不透水性增強，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。3改性機理    水泥砂漿界面過渡區(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)力集中和裂紋擴展，提高面層砂漿的抗裂性，防止有害介質(zhì)的入侵，保護混凝土中的鋼模網(wǎng)不受銹蝕。  

10、0; 從聚合物阻斷砂漿內(nèi)的毛細(xì)通道的觀點出發(fā)，說明摻入9%的聚合物就已經(jīng)達(dá)到了這種效果，繼續(xù)提高聚灰比只不過增加了聚合物膜的厚度和連續(xù)性，對抗?jié)B性沒有改善效果，這說明丁苯的摻量就抗?jié)B性而言存在一個最佳范圍，在本試驗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機材料水泥砂漿和有機材料聚合物結(jié)合到一起的復(fù)合材料，為解決建筑材料諸多領(lǐng)域中的問題提供了新的方法。本文對模網(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

11、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、氯離子和水的透過性降低，因而增強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。參考文獻(xiàn)1梁發(fā)云，陳龍珠.乳膠水泥砂漿濕式外包鋼加固混凝土柱的工程實踐J.建筑技術(shù)，2002，33(6)：431-432.2洪乃豐.鋼筋混凝土基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕與全壽命經(jīng)濟分析J.建筑技術(shù)，2002，3394)254-257.3王立久，劉顯福.帝枇建筑模網(wǎng)J.房材與應(yīng)用，1999，4：20-22.4王紹基，洪乃豐.混凝土中鋼筋腐蝕破壞與修復(fù)對策J.工業(yè)腐蝕，1997，12：36-39.5Ohama,Y,Polymerbased AdmixturesJ.Cement and Concrete Com