复合型水下混凝土裂缝高效修补材料试验研究

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1、第42卷第4期人民长江Vo1．42．No．42011年2月YangtzeRiverFeb．，2011文章编号：1001—4179(2011)04—0084—04复合型水下混凝土裂缝高效修补材料试验研究石妍，王迎春，李家正，杨华全(长江科学院水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，湖北武汉430010)摘要：迄今为止，鲜有一种修补材料能在完全充水条件下完成一定开度混凝土裂缝的修补工作，因此设计一种适用于水下施工的修补材料具有重要意义。该修补材料是以无机材料为主体的复合材料，利用了复合水泥和添加剂的叠

2、加效应。主要满足3个性能要求：良好的水下抗分散性、水下快凝、与老混凝土粘结性强。对此，开展了一系列试验研究工作，并由试验结果初步确定了材料的核心组分及掺量范围，并就性能展开了微观机理分析，为下一步该材料耐久性、施工性能等的试验研究奠定了基础。关键词：混凝土裂缝；水下修补材料；凝结时间；水下抗分散性；粘结强度中图法分类号：TV43文献标志码：A设计一种适用于水下施工的混凝土裂缝修补材料品种及用途见表1。有着重要的现实意义j。与普通的水泥灌浆或修补表1原材料品种及用途材料相比，复合型水下混凝土裂缝修补材料

3、应具有3个特点：①良好的水下抗分散性；②水下快凝；③与老混凝土粘结性强。同时，还要具有无机水硬性材料优良的耐久性以及有机材料良好的弹性。本文试验研究的修补材料确定为以无机材料为主体的复合材料，通过优选原材料组分，调整水泥和多种添加剂的匹配关系，并对修补材料的凝结时问、水下抗2试验内容及结果分散性及粘结抗拉强度进行室内试验。新材料以粉状形式储存，使用前按比例加水搅拌，即成膏状浆体，无2．1水泥复合试验需模板直接进行水下混凝土裂缝的封堵，入水后几分图1为SAC—OPC复合水泥试验的凝结时间曲钟内即可固化，

4、并与老混凝土形成牢固粘结。线，图2为SAC—OPC复合水泥试验的抗压强度曲线。图1的结果表明，SAC中掺入20％～6O％的l试验原材料OPC，其凝结时间均较纯SAC缩短。当OPC掺量低于为改善水泥基材的凝结时间、提高早期强度性能、50％时，随OPC掺量的增大，混合水泥的凝结时间逐稳定后期强度以及减少收缩，并节约成本，试验采用硫渐缩短，OPC掺量40％时凝结最快，初凝为7min，终铝酸盐水泥(SAC)与硅酸盐系列水泥(OPC)进行复凝为12rain，而纯SAC的初凝时间和终凝时间分别为合“。骨料成分选用

5、低收缩且化学性能稳定的级配65，168min；当OPC掺量超过50％时，随OPC掺量的石英砂。速凝剂和增黏剂为市售化学药剂。原材料的增大，SAC—OPC混合水泥的凝结时间又逐渐延长。收稿日期：2010—04—30基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务费(YJJ0808)；公益性行业科研专项资金项目(200901066)作者简介：石妍，女，博士，主要从事水工建筑材料研究。E—mail：shiyan0817@yahoo．COB．en第4期石妍，等：复合型水下混凝土裂缝高效修补材料试验研究85专嚼蜒图l

6、00OOO。00O。O分析其原因为：当SAC中掺有OPC时，OPC的碱度比各组分重量，将粉状原材料倒入砂浆搅拌机中，选择手SAC高，会促进SAC的水化，且随OPC掺量的增大，混动模式，先慢速干拌均匀，搅拌过程中加水，然后快速合水泥的碱度逐渐增大，水化逐渐加快，凝结时间逐渐搅拌30S，或砂浆出现均匀粘稠的腻子状态即停止搅缩短；当OPC掺量超过SAC水泥总量的50％后，随着拌。观察得知，各组分混合加水后没有异常现象，适当OPC掺量的继续增大，水泥中水化极快的CAS含量调整水灰比、胶砂率及添加剂掺量，可以配

7、制出黏稠、逐渐减少，因此混合水泥的凝结又逐渐减慢。快凝、有一定抗水流能力、水下强度不断增长的复合材料表2添加剂对水泥标稠及凝结时间影响结果纯SAC8：26d1：6纯01c水泥配比(SAC0PC)SAC与OPC不同配比的凝结时间曲线2．3修补材料性能试验通过以上试验结果，初步确定修补材料采用复合水泥比例为SAC：OPC=6：4，胶砂率为C／Sa=2．0～2．5，速凝剂掺量为3％～5％，增黏剂掺量为0．3％～0．6％。在此基础上，继续开展以下试验。2．3．1凝结时间试验纯SACR+26．42．8纯0PC凝

8、结时间试验按GB／T1346—1989《水泥标准稠水泥配比(s^c0PC)度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行，用防水图2SAC与OPC不同配比的抗压强度曲线修补材料代替规范中的水泥，材料搅拌时间为30S。其中试件的养护分别在水上和水下进行，以测定修补图2的结果表明，SAC—OPC混合水泥的强度随材料的水上及水下凝结时间。材料各组分掺量凝结时OPC所占比例的变化和龄期的不同表现出不同的趋间见表3。势。试验所用的纯SAC水泥的早期强度高于纯OPC按照配