水工混凝土建筑物表面修護(hù)新型材料

包永軍

【摘 要】進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國水利工程的發(fā)展隨著城市需求不斷擴(kuò)大的情況下，進(jìn)入到一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期，在這一過程中，越來越多的現(xiàn)代工程施工技術(shù)被應(yīng)用到水利工程之中。水利工程在投入使用之后，長(zhǎng)久處在一個(gè)潮濕的環(huán)境之下，在水流不斷沖刷、侵蝕的情況下，其水利工程各個(gè)方面都會(huì)受到不同程度的損傷，這類對(duì)水利工程外表所造成的損傷如果不及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，就會(huì)導(dǎo)致侵蝕速度的加快。因此，水利工程在進(jìn)行修復(fù)的過程中，應(yīng)當(dāng)采取有效的表面防護(hù)措施來對(duì)其表面進(jìn)行修復(fù)，從而達(dá)到延長(zhǎng)水利工程使用壽命的目的。本篇文章主要針對(duì)水工混凝土建筑物表面修復(fù)新型材料進(jìn)行了全面詳細(xì)的介紹。

【關(guān)鍵詞】水利工程；混凝土；建筑物；修護(hù)材料

依據(jù)大量水利工程的調(diào)查數(shù)據(jù)來看，我國有相當(dāng)大一部分水工混凝土建筑物在使用較長(zhǎng)一段時(shí)間之后，其結(jié)構(gòu)的表面會(huì)受到不同程度的損傷。而導(dǎo)致這類損傷出現(xiàn)的一個(gè)主要因素便是由于工程施工過程中所使用的施工技術(shù)不當(dāng)所引起，其水利工程在長(zhǎng)久運(yùn)行之后，長(zhǎng)期受到水流的侵蝕，結(jié)構(gòu)表面所遭受到的損害也就越發(fā)嚴(yán)重，所以，必須要對(duì)相應(yīng)的損傷部位采取有效的措施進(jìn)行修復(fù)。水利工程結(jié)構(gòu)表面所遭受的損害程度不同，因此，修復(fù)的過程較為復(fù)雜，以往傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)表面修復(fù)措施已經(jīng)無法充分滿足現(xiàn)代水利工程修復(fù)的需要，在這一過程中，新型的水工混凝土建筑物體結(jié)構(gòu)表面修復(fù)材料的研究和應(yīng)用就有著極其重要的意義。

1.表面修復(fù)材料的基本性能

水工混凝土建筑物體中所存在的各類病害以及缺陷，絕大多數(shù)都是由于其表面所裸露出的結(jié)構(gòu)受到腐蝕而產(chǎn)生，例如結(jié)構(gòu)表面皮損、裂縫、滲漏、銹蝕、變形等各種不同的損傷現(xiàn)象。在對(duì)大量水工混凝土建筑物所出現(xiàn)的各種不同病害進(jìn)行深入的評(píng)估之后，可以明顯的看到，絕大多數(shù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑物所出現(xiàn)的損傷都可以分為以下兩種情況：一種是建筑物結(jié)構(gòu)之中的鋼筋或者混凝土自身與能夠?qū)炷廉a(chǎn)生腐蝕的物質(zhì)直接接觸，在這一過程中，鋼筋混凝土出現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞。而另外一種情況則是能夠?qū)︿摻罨炷廉a(chǎn)生腐蝕影響的物質(zhì)逐漸滲透到其結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，與建筑內(nèi)部的鋼筋混凝土產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，最終出現(xiàn)侵蝕病害。水工混凝土的建筑結(jié)構(gòu)只有在這兩種不同的情況下作用，其混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)受到較為嚴(yán)重的傷害。因此，水工混凝土在進(jìn)行結(jié)構(gòu)表面修復(fù)的過程中，所使用的修復(fù)材料必須要具有極強(qiáng)的耐久性能，并且能夠?qū)炷两Y(jié)構(gòu)的密實(shí)程度進(jìn)行一定的增強(qiáng)，只有通過這樣的方式才能夠使得水工混凝土建筑物能夠最大限度的避免水流的侵蝕，從而提升水利工程的使用壽命。

本文在對(duì)相關(guān)資料的研究中發(fā)現(xiàn)，盡管不同地區(qū)自然環(huán)境下的不同建筑物結(jié)構(gòu)對(duì)于修復(fù)材料的要求不盡相同，但整體來講，一般水工混凝土建筑物對(duì)于表面修護(hù)材料的性能要求都包括以下幾點(diǎn)：耐久性強(qiáng)，抗腐蝕性高，具有很大的耐磨性且適應(yīng)能力強(qiáng)，具有一定的變形能力和優(yōu)質(zhì)的黏結(jié)力，最重要的是要能夠有效提高混凝土表面的強(qiáng)度以及對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)起到一定的改善作用。

2.水工混凝土建筑物表面修護(hù)新型材料

在科技技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，各種新型的水工混凝土建筑結(jié)構(gòu)表面修復(fù)材料被研發(fā)出來，并且在經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)和實(shí)踐之后，有著較好修復(fù)性能的材料則被廣泛的應(yīng)用在了各個(gè)水工建筑的修復(fù)工作中，以下主要是幾種被廣泛應(yīng)用的新型水工混凝土建筑物結(jié)構(gòu)表面修復(fù)材料。

2.1水泥基滲透結(jié)晶型防水材料

水泥基滲透結(jié)晶防水材料主要是通過硅砂、波特蘭水泥以及多種不同的化學(xué)活性物質(zhì)所構(gòu)造成為的無機(jī)材料，該材料呈現(xiàn)出灰色粉末狀。這類材料實(shí)現(xiàn)修復(fù)效果的主要原理就是針對(duì)水泥混凝土自身所具有的特殊性以及多孔性，在和一定比例的水進(jìn)行拌和之后，通過滲透的方式，在其混凝土的毛細(xì)管以及微孔中進(jìn)行滲透，在這一過程中，該防水材料會(huì)直接和混凝土發(fā)生二次水化作用，從而形成了具有不溶性的結(jié)晶，并且在縫隙和孔洞之中與混凝土直接粘結(jié)成為了一個(gè)整體。由于結(jié)晶體在混凝土中將微孔以及毛細(xì)管完全堵塞，所以使得混凝土更加的緊密，獲得了極為良好的防水性能，極大的增強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

水泥基滲透結(jié)晶型防水材料分為混凝土表面處理用的防水材料和內(nèi)摻的混凝土本體防水劑，分別適用于混凝土表面處理防水體系和混凝土本體自防水體系。一般情況下混凝土表面處理防滲漏，按比例與水拌合成漿，可以涂刷或噴涂在混凝土表面。試驗(yàn)表明，當(dāng)表面裂縫寬度在0.3～0.5mm以內(nèi)時(shí)，不必灌漿，只需用這種材料表面涂刷一層，由于活性物質(zhì)滲入再次水化作用生成結(jié)晶體堵塞了裂縫，因而裂縫將逐漸自動(dòng)修復(fù)。由于以上特點(diǎn)，可以預(yù)計(jì)，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料將在水工混凝土建筑物防滲和補(bǔ)強(qiáng)方面得到廣泛應(yīng)用。同類產(chǎn)品還有KRYSTOLT1/T2系統(tǒng)防水材料等。

2.2聚合物水泥砂漿類材料

聚合物水泥砂漿作為防滲、防腐、防凍材料已在水工混凝土建筑物修補(bǔ)工程中得到廣泛應(yīng)用。這種以少量膠乳材料對(duì)水泥砂漿或混凝土改性后，增強(qiáng)其抗?jié)B性、抗碳化和抗凍性，經(jīng)過多年的工程實(shí)踐證明，是一種性能可靠、經(jīng)濟(jì)、施工方便的修補(bǔ)材料，目前已列入有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和施工規(guī)程，施工方法有人工涂刷，噴涂及灰漿機(jī)濕噴，大大提高了施工速度及施工質(zhì)量。推薦采用丙烯酸聚合物改性水泥砂漿，因?yàn)樗臋C(jī)械性能和化學(xué)性能均優(yōu)于其他膠乳。

2.3新型灌漿材料

利用環(huán)氧樹脂和聚氨酯在一定條件下制備出可以形成同步互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型化學(xué)灌漿材料（PU/EP-IPN）。該化灌材料綜合了環(huán)氧樹脂漿材和聚氨酯漿材的性能優(yōu)點(diǎn)，漿材粘度低、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)、強(qiáng)度高、變形性和可灌性都很。水下混凝土灌漿試塊的粘接抗拉強(qiáng)度能達(dá)1.05MPa。是一種性能優(yōu)良、適用性強(qiáng)、適合水下灌漿的多功能新型灌漿材料。

選用具有高彈性及水下固化的聚氨酯材料與具有極低粘度良好可灌性的甲凝材料相互改性，利用交叉滲透交聯(lián)工藝制備出PU/PMMA互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)彈性體灌漿材料，其漿液粘度適當(dāng)，可灌性良好，具有優(yōu)良的水下固結(jié)及固結(jié)后彈性體要求的延伸率。試驗(yàn)表明，該漿液在不添加任何溶劑，含固量100%條件下的初始粘度在280cp以下，漿液水下與混凝土表面固結(jié)后的彈性延伸率達(dá)150%以上仍與混凝土表面具有良好粘結(jié)而不脫落。

2.4碳纖維材料

碳纖維材料是利用碳纖維補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，即是利用高強(qiáng)度或高彈性模量的連續(xù)碳纖維，單向排列成束，用環(huán)氧樹脂浸漬形成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材，將片材用專用環(huán)氧樹脂膠粘貼在結(jié)構(gòu)外表面受拉或有裂縫部位，固化后與原結(jié)構(gòu)形成一整體，碳纖維即可與原結(jié)構(gòu)共同受力。由于碳纖維分擔(dān)了部分荷載，就降低了鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，從而使結(jié)構(gòu)得到補(bǔ)強(qiáng)加固。

3.結(jié)語

總而言之，水工混凝土建筑物所修復(fù)的效果對(duì)于我國水利工程的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)效益來說有著極其重要的作用，而在這一過程中，其修復(fù)材料是否具良好的修復(fù)效果是其工程修復(fù)能否成功關(guān)鍵所在?，F(xiàn)目前的新型水工混凝土表面修復(fù)材料自身雖然能夠起到一定的作用，但是就未來水工混凝土建筑物的發(fā)展來說，其表面修復(fù)材料還有著較大的發(fā)展空間。在當(dāng)前社會(huì)飛速發(fā)展，帶工科技技術(shù)不斷提升的情況下，必然會(huì)有越來越多的新型水工混凝土建筑物修復(fù)材料被研發(fā)出來并加以推廣應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]閆文濤，余順海.水利工程質(zhì)量檢測(cè)費(fèi)用控制[J].河南水利與南水北調(diào)，2009（08）.

[2]宋曉黎，劉穎慧，宋立英，姚新會(huì).淺談白沙灌區(qū)水利工程經(jīng)營管理新思路[J].河南水利，2006（05）.

[3]張崇明.壓密注漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用初探[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（03）.