有關(guān)墻體裂縫修補(bǔ)的研究

有關(guān)墻體裂縫修補(bǔ)的研究

摘要：本文將磷酸鎂水泥砂漿作為主要材料應(yīng)用于墻體裂縫修補(bǔ)為主要研究對象，通過制備出磷酸鎂水泥，分析磷酸鎂水泥砂漿的性能特點(diǎn)包括其力學(xué)性能等探究是否對修復(fù)墻體裂縫有非常好的作用，不僅如此在最后我們還舉例了其他可用于修補(bǔ)墻體裂縫的方法以供參考。關(guān)鍵字：磷酸鎂水泥；墻體裂縫修補(bǔ)；抗壓強(qiáng)度；新拌性能；1前言墻體裂縫是長期困擾著建筑行業(yè)的一項(xiàng)質(zhì)量通病，如果不能很好的預(yù)防和處理，不僅會影響建筑物的美觀給人造成不安全感，嚴(yán)重的會危及到人身安全、造成經(jīng)濟(jì)損失，目前我國前提裂縫問題主要由以下幾種：①不同墻體材料之間裂縫，尤其是在框架結(jié)構(gòu)中，填充墻體與梁柱接觸面間容易出現(xiàn)水平和垂直裂縫。[1]②應(yīng)力集中裂縫，此類裂縫多在砌體結(jié)構(gòu)相對薄弱部位出現(xiàn)，比如說各個樓層的窗臺兩角和頂層外墻窗口四角處的斜裂縫；底層窗臺下的豎向裂縫，這種裂縫的特點(diǎn)一般在門洞口上部、窗洞口上、下部及混凝土大梁下部的墻體上。③墻面抹灰龜裂，尤其是外墻水泥砂漿抹灰，裂縫多而無規(guī)律，裂縫較細(xì)但面積較大，一般情況下不易被發(fā)覺對建筑物影響不大，但是嚴(yán)重的龜裂裂縫也較大并能引起墻面空鼓，一旦雨水順著裂縫滲入，冬季凍脹會使外抹灰層脫落，將影響到周圍行人的安全。而磷酸鎂水泥復(fù)合材料由多種改性材料混合而成，他既有水泥的部分特征，同時又具備化學(xué)結(jié)合陶瓷的屬性。磷酸鎂水泥具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)水泥材料的性能：凝結(jié)硬化迅速，早期強(qiáng)度高；體積相容性好，粘結(jié)強(qiáng)度高；作為修補(bǔ)材料使用，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，耐磨性能；對鋼筋的防銹性能好；抗鹽凍、凍融循環(huán)能力強(qiáng)；耐熱性能好，硬化后轉(zhuǎn)為類似陶瓷的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度反而提高；磷酸鎂水泥也可以有固化各種廢棄物，對含重金屬的固體廢棄物的固化效率較高，有利于環(huán)境保護(hù)。磷酸鎂水泥也有著凝結(jié)過快、脆性大、抗沖擊性能差的缺點(diǎn)。因此我們針對磷酸鎂水泥的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)配合比制備能用于修復(fù)墻體裂縫的磷酸鎂水泥。2實(shí)驗(yàn)原料及制備方法磷酸鎂水泥制備原材料主要包括:(1)重?zé)趸V(MgO，縮寫為M)，密度3.47g/cm3，氧化鎂含量96.8%，燒失量0.8%，可溶于酸或銨鹽，難溶于水，溶液呈弱堿性。(2)磷酸二氫銨(NH4H2PO4，縮寫為P)，密度1.80g/cm3，純度98%，易溶于水，溶液呈弱酸性，主要為磷酸鎂水泥水化提供酸性環(huán)境和磷酸根離子。(3)硼砂(Na2B4O7，縮寫為B)，密度1.73g/cm3，純度95%，易溶入水，水溶液呈弱堿性，作為緩凝劑以調(diào)節(jié)磷酸鎂水泥的凝結(jié)時間。[2]根據(jù)前期研究成果，磷酸鎂水泥配方為:P/M=1∶3，硼砂摻量B/M=10%。用于對比試驗(yàn)的硫鋁酸鹽水泥，密度2.87g/cm3，比表面積490m2/kg，初凝時間13.5min，28d抗壓強(qiáng)度分別為46.2、60.5MPa.硫鋁酸鹽水泥的外加劑為聚羧酸高性能減水劑(粉劑)和有機(jī)酸緩凝劑(粉劑)。[3]3磷酸鎂水泥性能研究3.1新拌磷酸鎂水泥漿體的流動性測試將拌好的水泥砂漿分兩層迅速裝入截錐圓模內(nèi),截錐圓模頂面直徑、底面直徑及高分別為70mm、100mm和60mm,第一層裝至截錐圓模高約2/3處,用搗棒自邊緣至中心均勻搗壓15次,繼續(xù)裝第二層砂漿,裝至高出截錐圓模20mm,再用搗棒自邊緣至中心均勻搗壓10次,把高出截錐圓模的部分砂漿刮除,刮平表面之后輕輕提起截錐圓模,當(dāng)截錐圓模提起30s時測試砂漿自坍落的圓形直徑作為流動度值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出磷酸鎂水泥在較低的水膠比條件下,流動度明顯大于水膠比較高的普通硅酸鹽水泥,可見,磷酸鎂水泥需水量明顯低于普通硅酸鹽水泥,且流動度隨著水膠比的升高而大幅度增大。因此磷酸鎂水泥砂漿的高流動性的特點(diǎn)賦予了該材料快速修補(bǔ)的功能。3.2磷酸鎂水泥抗壓強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度分析試驗(yàn)均參照SL352—2006《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》中的相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行,其中抗壓強(qiáng)度試件尺寸為70.7mm×70.7mm×70.7mm,在規(guī)定齡期內(nèi)取出試件進(jìn)行抗壓試驗(yàn),通過破壞荷載和受壓面積計(jì)算抗壓強(qiáng)度;黏結(jié)強(qiáng)度試件采用“8”字形,黏結(jié)基底采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d的半個“8”字形的普通硅酸鹽水泥砂漿試件,對黏結(jié)基底界面打磨去污后,將按配比成型的砂漿與基底黏結(jié)成型,并在規(guī)定齡期內(nèi)取出試件進(jìn)行抗拉試驗(yàn),通過破壞荷載和斷面面積計(jì)算黏結(jié)強(qiáng)度。通過磷酸鎂水泥砂漿和普通硅酸鹽水泥的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比可以看出，兩種砂漿的28d抗壓強(qiáng)度相當(dāng),磷酸鎂水泥砂漿為63.9MPa,普通硅酸鹽水泥砂漿為65.6MPa,可見磷酸鎂水泥具有高早強(qiáng)的特性,尤其是1至3小時強(qiáng)度更為突出。而對于黏結(jié)強(qiáng)度而言，無論是早期的3h黏結(jié)強(qiáng)度還是后期的28d黏結(jié)強(qiáng)度,磷酸鎂水泥砂漿均要明顯高于普通硅酸鹽水泥砂漿,磷酸鎂水泥砂漿3h黏結(jié)強(qiáng)度已達(dá)1.45MPa,接近普通硅酸鹽水泥的7d黏結(jié)強(qiáng)度1.73MPa,而磷酸鎂水泥砂漿的28d黏結(jié)強(qiáng)度更是高達(dá)4.32MPa,可見,相對于普通硅酸鹽水泥砂漿,磷酸鎂水泥砂漿具有明顯優(yōu)異的黏結(jié)性能。[4]綜上所述，磷酸鎂水泥的流動性好，抗壓強(qiáng)度與普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度相差不大，黏結(jié)性能強(qiáng)，這些都代表著將磷酸鎂水泥用于墻體裂縫修復(fù)中是可行的。4其他修補(bǔ)墻體裂縫的材料在墻體裂縫修補(bǔ)的工作中還有一種與之類似的材料，那就是微生物修復(fù)墻體裂縫的方法，主要是將相應(yīng)的微生物與其他材料融合制成微生物混凝土的形態(tài)加以使用，其作用的原理為：微生物新陳代謝活動能夠產(chǎn)生-種尿素酶，通過外界不斷的提供營養(yǎng)液(尿素和鈣離子)，這種催化酶能夠?qū)⒛蛩厮鉃榘焙投趸?，隨著生成物的不斷增加，溶液中的pH值會不斷的升高，當(dāng)碳酸根離子遇到鈣離子時，就可以引起鈣離子以碳酸鈣的形式沉積。同時微生物細(xì)胞附近也為下一步碳酸鈣的沉積提供成核的地點(diǎn)。它主要是將微生物作用下產(chǎn)生的沉積物作為解決墻體裂縫的重要方式。5結(jié)論因?yàn)楝F(xiàn)在我國建筑物的墻體裂縫問題十分嚴(yán)峻，而傳統(tǒng)的修補(bǔ)方式存在著很多缺點(diǎn)，例如修補(bǔ)材料粘結(jié)性不好、耐久性差、抗老化能力低，所以研究發(fā)展新型的修補(bǔ)技術(shù)十分必要，而磷酸鎂水泥擁有著半水泥半陶瓷的性能特征，并在作為修補(bǔ)材料時，具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，耐磨性能；對鋼筋的防銹性能好；抗鹽凍、凍融循環(huán)能力強(qiáng)；耐熱性能好的優(yōu)秀特征使它能夠在墻體裂縫修補(bǔ)中起到很好的作用。Reference[1]宋永才.房屋建筑工程墻體裂縫的原因分析及預(yù)防措施.[J].百度文庫.[2]徐耀，計(jì)濤，馬鋒玲，等.磷酸鎂水泥制備試驗(yàn)研究[A].水利水電技術(shù)(中英文).第52卷2021.3.[3]馬鋒玲，王剛，徐耀,等.磷酸鎂水泥砂漿性能