聚合物防腐砂浆

聚合物防腐砂浆

 聚合物防腐砂浆
Polymer mortar

    聚合物防水防腐砂浆是由特制的水泥基粉剂和 100C 1 型高分子乳液组成的一种集抗渗、防潮、轻防腐为一体的双组分防水材料,具有极佳抗渗性、结性和冻融性,再加上其膨胀系数与混凝土高度一致,因而用本产品施工的工程久性极好。本品适用于抗震磨防水工程以及有一定腐蚀要求的特殊防水工程,广泛应用于地铁、铁(公)路隧道、城市地下管线、厨厕、污水处理工程及各种输排水管道。 
    特别适用于电厂烟囱、烟道和双曲线冷却塔,具有抗渗、防腐、防水、高温,烟气、水汽冲刷,不脱落, 10年内不老化。

一、主要特点
    ·无毒、无害、不污染环境,属环保型产品。
    ·可在潮湿基面施工
    ·与混凝土强度极高,凝固速度快,基层清理简单,省工省时。
    ·抗折性好、早期及后期强度高,振动、抗碾压、抗冲击。
    ·腐蚀性好,可用于盐度很高的地下工程和废水处理工程。
    ·低温性能优良,冻融性性能好, 100次冻融循环强度和重量无损失。

二、主要技术指标

检 验 项 目

技术指标

检测结果

凝结时间, min

初凝

≥ 15

57

终凝

≤ 360

114

抗渗性强度, 7d,MPa涂层

≥ 1.2

1.5

强度, 28d,MPa涂层

≥ 2.0

2.89

抗压强度, 28d,MPa涂层

≥ 25

31.2

抗折强度, 28d,MPa涂层

≥ 8

9.5

强度, 28d,MPa涂层

≥ 3.0

3.87

冻融循环,- 20℃~+20℃,100次

——

强度、重量无损失

热性, 170℃,5h

无开裂、起皮、脱落

合格

抗冻性,- 40℃,5h

无开裂、起皮、脱落

合格

干收缩, 90d

——

0.510mm/m

化学腐蚀, 180d,

抗压强度保持率, %

工业汽油

≥ 80

99

工业乙醇

≥ 80

105

饱和 Na 2 SO 4 溶液

≥ 80

109

饱和 Na 2 CO 4 溶液

≥ 70

81

0.5% H 2 SO 4 溶液

≥ 80

95

2% HCl溶液

≥ 50

60

饱和尿素溶液

≥ 80

117

饱和 NH 4 CL溶液

≥ 80

86

饱和 NH 4 NO 3 溶液

≥ 80

86

工业氨水

≥ 80

112

2% HNO 3 溶液

≥ 50

61

三、配比及混料方法 
    1、配比:粉+乳液,中间加一层腐蚀网格布。
    2、混料方法:将称好的粉料放入拌料桶中,开动搅拌器,搅拌至水和粉料充分混合;然后将称好的乳淮和剩余的水全部倒入桶中,继续搅拌成均匀无团块的浆料。

四、使用方法及注意事项
     1、使用方法
基层处理好后,用刮板将配好的湿料刮至基面上,涂层硬化后(手压不留指纹),喷(洒)水养护, 4h后沿交叉方向刮涂第二遍。最后一次刮涂完成后进行48h湿养护。

    2、注意事项
    ·施工前基层用水湿润。
    ·低于 5℃、高于40℃不要施工
    ·雨天或预计 24h内有雨不要施工

五、聚合物防水防腐砂浆物理力学性能常用指标

试 验 项 目

技 术 指 标

用 途

用于长期浸水环境下的建筑防水工程,粉 3.7kg+液1.8kg

固体含量, % ≥

65

干燥时间

表干时间, h ≤

4

实干时间, h ≤

8

强度

无处理, MPa ≥

1.8

加热处理后保持率, % ≥

80

碱处理后保持率, % ≥

80

紫外线处理后保持率, % ≥

80

断裂伸长率

无处理, % ≥

80

加热处理, % ≥

65

碱处理, % ≥

65

紫外线处理, % ≥

65

低温柔性, φ 10mm棒

——

不透水性, 0.3MPa,30min

不透水

潮湿基面强度, MPa ≥

1.0

抗渗性(背水面), MPa ≥

0.6

六、聚合物防腐砂浆作业指导书 
    1、聚合物砂浆的主要性能及适用范围
    聚合物砂浆是一种新型的混凝土表面修补材料,是以少量水溶性聚合物改性剂,再掺入一定量的活性成分、膨胀成分而配制成的聚合物防渗、防碳化、防腐砂浆。由于聚合物及活性成分的掺入,改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学及性能。主要体现在:
    (1)活性作用。聚合物乳液中有表面活性剂,能够起减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用,改善砂浆和易性,降低用水量,从而减少水泥的毛细孔等有害孔,提高砂浆的密实性和抗渗透能力。
    (2)桥键作用。聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的 Ca 2+ 、 A1 3+ 、 Fe 2+ 等离子进行交换,形成特殊的桥键,在水泥颗料周围发生物理、化学吸附,成连续相,具有高度均一性,降低了整体的弹性模量,改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态,使得承受变形能力增加,产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙,由于聚合物的桥键作用,也可限制裂缝的发展。
    (3)充填作用。聚合物乳液迅速凝结,形成坚韧、致密的薄膜,填充于水泥颗粒之间,与水泥水化产物形成连续相填充空隙,隔断了与外界联系的通道。
    总之,聚合物的活性作用、桥键作用、充填作用改善了硬化水泥浆体的物理结构及内应力,降低了整体的弹性模量、减少用水量、改善了硬化水泥浆体内部毛细孔等有害孔,从而提高了砂浆结、抗裂、抗渗及抗腐蚀性能。与普通砂浆相比,聚合物砂浆具有抗强度高、压弹性模量低、干缩变形小、抗冻、抗渗、抗冲磨,与混凝土强度高,具有一定的弹性,抗裂性能高。与环氧砂浆相比,还具有施工工艺简单、操作方便、无毒、成本低(是环氧砂浆的 1/3 ~ 1/5 )等优点。适用于水工、港工、公路、交通及地下工程的混凝土建筑物因碳化、空蚀、冻融破坏及化学侵蚀而引起的混凝土表层开裂、剥蚀等混凝土表面修补,可直接用于防渗、防腐、防碳化工程,也可用于建筑瓷砖贴和卫生间防渗。

    2、聚合物砂浆施工及质量控制
    采用聚合物砂浆进行修补加固处理时,应根据当地的气候条件、工程特点及施工进度合理组织施工施工流程为:旧混凝土凿毛 → 喷砂(或用钢刷)除锈(污) → 涂刷钢筋防锈剂 → 用清水冲洗饱和 → 基面涂刷界面剂 → 抹聚合物砂浆 → 养护 → 涂防碳化剂。

    (1)基底处理
    ① 凿毛。为确保聚合物砂浆与基底混凝土具有良好的结,一般用钢丝刷或喷砂方法清除表面浮层污物(有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷)。如基面松动严重,应采用人工凿毛方法,凿掉破损的混凝土,使基底露出坚硬、牢固的混凝土面,凿毛必须彻底全面,但也不宜深度过大,以免破坏了未碳化和损破的混凝土。如果钢筋锈蚀外露,还应对钢筋表面进行除锈,并涂刷钢筋防锈剂。
    ② 饱和。对凿除的混凝土表面,采用高压水枪(采用饮用水)将碎屑、灰尘冲洗干净,并连续、均匀地喷洒,使表层混凝土达到饱和状态,且表面无明水。
    (2)砂浆的配制
    根据选用的原材料、设计技术施工和易性要求事先进行试拌。现场可用砂浆搅拌机拌和或人工拌和,其各组分的配比用量必须严格控制。
    先将称好的水泥、砂搅拌均匀,再将称好的改性乳液、活性剂及其他外加剂和水混合后加入,充分搅拌均匀即可。各组分配比必须严格控制。若人工拌和,宜在铁皮板上进行,以防止拌和水流失,造成因砂浆水灰比改变而影响砂浆的和易性,拌和水应采用饮用水。
    每次拌和砂浆方法应根据砂浆施工的进度确定。拌和成的砂浆存放的时间不宜超过 45min 。若拌成砂浆未及时使用而出现干硬现象,不能再加水重新拌和,应舍弃不用。
    (3)施工
    ① 界面剂的涂刷。抹砂浆之前,在工作基面上涂刷聚合物界面改性剂,涂刷时应均匀,不得有漏涂、流淌。
    ② 砂浆抹面施工。待界面剂用手触摸感到似时,应立即抹砂浆,可采用机械喷涂或人工压抹,操作速度要快,且朝一个方向,一次用力抹平,避免反复抹。
    ③ 如修补厚度超过 3cm 时,应分层施工。层与层之间应间隔4h ;对于破坏较深的部位(大于5cm),可先采用聚合物混凝土进行修补,养护 3 ~ 5d 后,再抹砂浆
    砂浆适宜在 5 ~ 30 ℃ 的环境温度下进行施工。如环境温度超出此范围,应根据实际情况对材料及配比进行调整。
    (4)养护
    用砂浆抹面后,应及时采用人工洒水并用塑料布或湿麻袋覆盖养护,避免砂浆产生干缩裂缝,潮湿养护 48h 后,再涂刷防碳化剂,自然潮湿养护 5d 。
    (5)施工控制
    ① 为保证砂浆施工质量,必须建立、健全质量保证体系。施工人员应严格按操作程序,对各道工序进行检查验收
    ② 砂浆层外观平整,层面与基底结合牢靠。
    ③ 在施工过程中,按设计要求进行现场抽样检验,必要时可现场进行钻孔取芯试验,以检查其效果。

    3 、注意事项
    (1)清理基面,凿除破损、松动的混凝土,喷砂(或用钢刷)除锈和油污,使外露钢筋表面无锈蚀,且混凝土表面粗糙。
    (2)抹砂浆前 2h ,用饮用水冲洗待修补部位,使混凝土表面处于饱和状态,但表面不能有明水。
    (3)人工修补时,无论采用机械喷涂还是人工抹砂浆,应朝一个方向使用抹刀,并且尽量一次抹完,避免来回抹。如修补厚度超过 3cm 时,应分层抹,层与层之间应间隔 3 ~ 4h ,每层厚度不超过 2cm 。
    (4)修补砂浆养护 48h 后再涂混凝土防碳化剂。

[ 应用实例 1]

聚合物砂浆混凝土表面的修复与加固

某一定农场混凝土建筑物进行了全面调查,并用回弹仪测验了建筑物的混凝土强度,用酸酞试液测验了碳化深度。通过调查发现,现有混凝土建筑久性不良,其主要表现在:
( 1 )混凝土碳化和裂缝问题普遍存在;
( 2 )沿海地区钢筋混凝土结构受氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀严重;
( 3 )临水混凝土表面冻融松散剥落破坏;
( 4 )混凝土表面冲磨破坏、机械磨损、磨蚀破坏以及化学侵蚀;
( 5 )碱骨料反应破坏等。这些问题严重影响混凝土建筑物寿命和外观,甚至危及混凝土建筑物的正常运行和安全。为了提高混凝土建筑物的久性,延长建筑物的使用寿命,其后笔者对农场内的 3 座大梁混凝土剥落且有露筋现象的公路桥。 15 座出现大面积混凝土碳化且钢筋锈蚀严重的农田排灌泵站的工作桥, 5 座出现大面积混凝土剥落,碳化和钢筋锈蚀严重的节制闸机架桥等工程采用聚合物砂浆进行修补加固,总面积达 3050m 2 ,防碳化喷涂面积约 3400m 2 。经过现场检查验收,没有发现因材料施工原因而出现裂缝现象,防碳化涂层没有发现脱落现象。在施工中,曾对只有 3d 龄期修补砂浆进行凿除检查,结果凿除的砂浆普遍能下老混凝土面。经过 2a 的多次运行,没有发现脱落和出现裂缝现象,这说明聚合物砂浆是一种理想的修补材料

聚合物砂浆的主要性能及适用范围 
聚合物砂浆是一种新型的混凝土表面修补材料,是以少量水溶性聚合物改性剂,再掺入一定量的活性成分,膨胀成分而配制成的聚合物防渗、防碳化、防腐砂浆。由于聚合物及活性成分的掺入,改善了聚合物水泥砂浆的物理,力学及性能。主要体现在:
( 1 )活性作用。聚合物乳液中有表面活性剂,能够起到减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用,改善砂浆和易性,降低用水量,从而减少水泥的毛细孔等有害孔,提高砂浆的密实性和抗渗透能力。
( 2 )桥键作用,聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离 Ca2+ 、 Al3+ 、 Fe2+ 等离子进行交换,形成特殊的桥键,在水泥颗粒周围发生物理、化学吸附、成连续相,具有高度均一性,降低了整体的弹性模量,改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态,使得承受变形能力增加,产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙,由于聚合物的桥键作用,也可限制裂缝的发展。
( 3 )充填作用。聚合物乳液迅速凝结,形成坚韧、致密的薄膜,填充于水泥颗粒之间,与水泥水化产物形成连续相填充空隙,隔断了与外界联系的通道。
总之,聚合物的活性作用,桥键作用,充填作用改善了硬化水泥浆体的物理结构及内应力,降低了整体的弹性模量,减少用水量、改善了硬化水泥浆体内部毛细孔等。
可以看出,与普通砂浆相比,聚合物砂浆具有抗强度高、压弹性模量低、干缩变形小、抗冻、抗渗、抗冲磨、与混凝土强度高,具有一定的弹性、抗裂性能高。与环氧砂浆相比,还具有施工工艺简单、操作方便、无毒、成本低(是环氧砂浆的 1/3~1/5 )等优点。适用于水工、港工、公路、交通及地下工程的混凝土建筑物因碳化、空蚀、冻融破坏及化学侵蚀而引起的混凝土表层开裂、剥蚀等混凝土表面薄层修补,可直接用于防渗、防腐、防碳化工程、也可用于建筑瓷砖贴和卫生间防渗。

聚合物砂浆施工及质量控制

采用聚合物砂浆进行加固处理时,应根据当地的气候条件、工程特点及施工进度合理组织施工施工流程为:旧混凝土凿毛 → 喷砂(或用钢刷)除锈(污) → 涂刷钢筋防锈剂 → 用清水冲洗饱和 → 基面涂刷界面剂 → 抹聚合物砂浆 → 养护 → 涂防碳化剂。

1 、基底处理
( 1 )凿毛。为确保聚合物砂浆与基底混凝土具有良好的结,一般用钢丝刷或喷砂方法清除表面浮层污物(有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷)。如基面松动严重,应采用人工凿毛方法,凿掉破损的混凝土,使基底露出坚硬、牢固的混凝土面,凿毛必须彻底全面,但也不宜深度过大,以免破坏了未碳化和损破的混凝土。如果钢筋锈蚀外露,还应对钢筋表面进行除锈,并涂刷钢筋防锈剂。
( 2 )饱和。对凿除的混凝土表面,采用高压水枪(采用饮用水)将碎屑、灰尘冲洗干净,并连续、均匀地喷洒,使表层混凝土达到饱和状态,且表面无明水。

2 、砂浆的配制
根据选用的原材料,设计技术施工和易性要求事先进行试拌。现场可用砂浆搅拌机拌和或人工拌和,其各组分的配比用量必须严格控制。
先将称好的水泥,砂搅拌均匀,再将称好改性乳液、活性剂及其他外加剂和水混合后加入,充分搅拌均匀即可,各组分配比必须严格控制。若人工拌和,宜在铁皮板上进行,以防止拌和水流失,造成因砂浆水灰比改变而影响砂浆的和易性,拌和水应采用饮用水。
每次拌和砂浆方法应根据砂浆施工的进度确定。拌和成的砂浆存放的时间不宜超过 45min 。若拌成砂浆未及时使用而出现干硬现象,不能再加水重新拌和,应舍弃不用。

3 、施工
( 1 )界面剂的涂刷。抹砂浆之前,在工作基面上涂刷聚合物界面改性剂,涂刷时应均匀,不得有漏涂、流淌。
( 2 )砂浆抹面施工。待界面剂用手摸感到似时,应立即抹砂浆,可采用机械喷涂或人工压抹,操作速度要快,且朝一个方向,一次用力抹平,避免反复抹。
( 3 )如修补厚度超过 3cm 时,应分层施工。层与层之间应间隔 4h ;对于破坏较深的部位(大于 5cm ),可先采用聚合物混凝土进行修补,养护 3 ~ 5d 后,再抹砂浆
砂浆适宜在 5 ~ 30 ℃ 的环境温度下进行施工。如环境温度超出此范围,应根据实际情况对材料及配比进行调整。

4 、养护
砂浆抹面后,应及时采用人工洒水并用塑料布或湿麻袋覆盖养护,避免砂浆产生干缩裂缝,潮湿养护 48h 后,再涂刷防碳化剂,自然潮湿养护 5d 。

5 、施工控制
( 1 )为保证砂浆施工质量,必须建立,健全质量保证体系,施工人员应严格按操作程序,对各道工序进行检查验收
( 2 )砂浆层外观平整,层面与基底结合牢靠。
( 3 )在施工过程中按设计要求进行现场抽样检验,必要时可现场进行钻孔取芯试验,以检查其效果,施工注意事项。
1 )清理基面,凿除破损,松动的混凝土,喷砂(或用钢刷)除锈和油污,使外露钢筋表面无锈蚀,且混凝土表面粗糙。
2 )抹砂浆前 2h ,用饮用水冲洗待修补部位,使混凝土表面处于饱和状态,但表面不能有明水。
3 )人工修补时,无论采用机械喷涂还是人工抹砂浆,应朝一个方向使用抹刀,并且尽量一次抹完,避免来加抹。如修补厚度超过 3cm 时,应分层抹,层与层之间应间隔 3 ~ 4h ,每层厚度不超过 2cm 。
4 )修补砂浆养护 48h 后再涂混凝土防碳化剂。

结论 
聚合物砂浆是一种质量可靠,价格低廉,施工方便,而且无毒环保性修补材料,可以提高混凝土久性,延长建筑物的使用寿命,可以防止混凝土病害的继续扩大,对新建混凝土工程采取预防性措施。
聚合物砂浆具有强度高,干缩变形小,抗压模量低,抗氯离子和硫酸盐离子侵蚀能力强的特点,而且可显著提高护筋阴锈能力,还具有一定的补偿收缩性能,采用聚合物砂浆进行修补加固处理时,应根据当地的气候条件,工程特点及施工进度合理组织施工 

 
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