制成各种形式的混凝土、钢筋 混凝土、预应力混凝土及构筑物, 在许多应用领域都 显示出其在技术经济上的优越性。但水泥也有一些 其自身难以克服的缺点, 例如脆性较大, 抗拉、粘结 强度较低。因而, 在纯水泥砂浆粘贴的瓷砖、大理石 的结合面上, 以及在新老砂浆、新老混凝土的结合面 常出现脱落、空鼓、起壳现象,严重影响建筑工程 质量。 为改善水泥的脆性, 提高其抗拉和粘结强度, 一步提高水泥制品的性能,笔者以水乳型高分子合 成树脂为基料, 添加减水剂、润湿分散剂、渗透剂、增 粘剂、保水剂、交联剂、消泡剂、防腐剂等助剂, 研制 成功能明显改善水泥性能的SJ -601 水泥改性剂。 SJ -601 水泥改性剂的添加量通常为水泥用量 的10 用其配制的水泥砂浆,相对普通水 泥砂浆而言, 抗拉、抗折和粘结强度可提高50 吸水率降低90 %以上, 并能明显提高其防 腐、防渗、耐磨和抗冲击性能。 主要技术性能SJ -601 水泥改性剂的主要技术性能见表1 改性剂用量对水泥砂浆性能的影响普通水泥砂浆是一种多相非均质体系, 施工时 为了保证流动性, 往往加入远大于水泥水化所需要 的水量, 水分蒸发后在砂浆内部形成了一定数量的 空隙和毛细孔道;此外砂子及未水化的熟料以惰性 存在于砂浆中, 仅依靠水泥水化产物作为胶结料使 它们结合在一起, 水泥石固结体也不呈链状结构, 普通水泥砂浆抵抗变形能力很低,反映在宏观特性 上是脆性和多孔道, 易开裂破坏, 当在水泥砂浆中加入SJ-601 水泥改性剂后, 由于改性剂中含有大量长链状的聚合物, 聚合物粒 表1 主要技术性能 外观乳白色乳状液体 固体含量% 413 粘度(涂-4杯)s 143 pH 密度(gmL-1 106003抗压强度比% 80 抗折强度比% 120 抗拉强度比% 120 粘结强度比% 150 24h 吸水量比% 65 储存稳定性 6个月 49 Industrial Construction Vol .33, No.6, 2003 工业建筑 2003 年第33 子分散在砂浆中,失水逐渐形成凝聚的胶体和具有 粘结性、较好韧性的聚合物膜, 一方面填充着水泥砂 浆的孔隙, 另一方面与水泥水化产物、骨料等牢固地 粘结成一个坚固的整体, 并横跨水泥砂浆硬化体中 的细微裂纹, 穿梭连接, 在受力时成为富有弹性的 “绞”结构, 既分散了应力集中, 又增加了抵抗变形能 结强度提高。改性剂掺量对强度的影响见表2 表2 改性剂掺量试验改性剂掺量% 1015 20 25 30 配合比:水泥 005010 015 020 025 030 032025 020 014 009 004 水灰比 032 028 026 023 021 019 018 注:表中水灰比系按改性剂固体含量为41%计算而得。 图1 改性剂掺量对强度的影响 强度随改性剂用量的增加而提高,但改性剂用量超 过15 %以后增幅趋缓, 其中25 %与30 %用量, 两者 数据相当接近。抗压强度在改性剂掺量为20 达到最高值,继续增加用量, 抗压强度反而下降, 原因可能是:改性剂加入后砂浆用水量降低,使砂浆 更加密实, 从而使抗压强度提高;但掺量超过 20 以后,减水率的提高不再明显, 而改性剂用量的增加 使砂浆韧性增加、刚性降低, 因而抗拉、抗折和粘结 强度继续提高, 但抗压强度反而下降。综合考虑性 能与成本因素, 我们认为改性剂的合适掺量为水泥 用量的20 灰砂比对强度的影响固定改性剂用量为水泥用量的25 测得强度变化如图2 所示。 试验结果显示, 1-抗拉强度;2-抗折强度;3-抗压强度图2 灰砂比对强度影响 别放在标准养护室养护、空气中自然养护和(20 3)水浴中养护,测得强度数据见表3 表3 养护制度对强度的影响养护方式 标准养护 自然养护 水浴养护 抗折强度MPa 188 167 127 抗压强度MPa 815 728 713 试验结果显示, 标准养护强度最高, 自然养护次 水浴养护强度最低。说明改性砂浆的养护只要保持适度潮湿即可, 早期浇水过多, 由于高分子乳液 未凝结成膜, 反而留下孔隙,导致强度降 普通砂浆,分别在不同的腐蚀介质中浸泡48h 图中横坐标为:1-空白;2-5%HCl;3-5%H 4-5%NaOH;5-30%NaCl-普通砂浆;-改性砂浆 图3 普通砂浆、改性砂浆腐蚀前后抗折、抗压强度对比 改性砂浆抗折、抗压强度的值大大高于普通砂浆, 强度下降 率低于普通砂浆, 尤其是经盐酸和硫酸腐蚀后的强 度下降率明显低于普通砂浆, 说明改性砂浆具有良 好的耐腐蚀性能, 特别是具有优异的抵抗盐酸和硫 酸侵蚀的能力。 使用方法用SJ -601 水泥改性剂配制而成的水泥净浆、 水泥砂浆或混凝土具有较高的抗拉、抗折和粘结强 优异的耐磨、耐腐蚀、抗冻融、抗冲击性能,良好 50 工业建筑 2003 年第33 的抗裂、抗渗、防水功能,可用于各种新旧混凝土的 粘结, 各类破损混凝土的修补, 水利、港口建筑的修 补和防海水腐蚀, 工业厂房耐磨、耐腐蚀地坪的浇 墙面、地面裂缝的修补,瓷砖、大理石、石棉板的 粘贴等。 经苏州市第二建筑工程集团公司、苏州市金螳 螂装饰公司、江苏省锡山市防水公司、南通市建安总 公司等单位使用, 证明SJ -601 水泥改性剂使用方 对水泥增强、改性效果明显,可大大提高水泥净 浆、水泥砂浆的抗拉、抗折和粘结强度, 对提高建筑 工程质量, 防止砂浆、混凝土空鼓起壳, 以及提高水 泥制品的抗渗、防水、耐磨、耐腐蚀性, 具有良好的效 用作界面处理剂当用作界面处理剂(新旧混凝土粘结剂)时, 方便的用法是将SJ-601 水泥改性剂以改性剂水 配成改性水泥净浆,在旧的混凝土或 砂浆表面涂刷一道, 随即浇新混凝土或抹砂浆, 由于 改性剂具有较强的渗透能力, 可渗入旧的混凝土或 砂浆表面的毛细孔中, 对旧基层表面进行补强, 并在 新旧混凝土的结合处建立牢固的过渡结合层, 从而 大幅度提高新旧混凝土之间的结合强度。 为使用几种不同界面剂时砂浆之间的粘结强度试验结果比较。试验时先将 40mm 40mm 160mm的普通砂浆试块折断, 取折断的一半砂浆试 的素水泥浆界面剂处理;2)以上海某厂生产的粉末状界面剂处理;3)以SJ -601 水泥改性剂配制 的界面剂处理;4)界面不作处理。然后分别放入 40mm40mm 160mm 的普通水泥砂浆浇灌另外一半, 标准养护室养护至28d 强度。断面以不同的界面剂处理, 试件抗折强度有明 显差异, 界面以素水泥浆处理及不作处理, 抗折强度 均比较低, 而用SJ -601 水泥改性剂配制的界面剂 处理, 抗折强度明显高于其他界面处理方式。 表4 使用不同界面剂处理界面时的粘结情况(抗折强度) 界面剂类型 抗折强度MPa 素水泥浆(水泥水=105) SJ-601 水泥改性剂(改性剂水泥=115) 用于修补、耐磨、防腐及抗渗防水用于修补、耐磨、防腐及抗渗等时, 可按水泥砂 改性剂水=1(1 025)适量的配合比配制成的改性砂浆, 批抹在原基层上, 若原基层为 老混凝土(砂浆), 需对基底先作界面处理, 然后再抹 改性砂浆。 主要应用范围1)对老混凝土或砂浆作界面处理, 以增强新旧 混凝土或砂浆之间粘结强度。 2)各类混凝土和水泥制品构筑物结构破损、剥 落、露筋和缺陷的修补, 薄层结构补强。 3)各类储水、储液池槽及输水管, 房屋建筑屋 面、墙面、地下室、隧道等的防水抹面及渗漏水修补。 4)水工、港工建筑的修补、防氯离子渗透和海水 腐蚀。 5)化工、冶金行业对氯碱、纯碱、烧碱、尿素、硫 酸盐的防腐蚀修补与保护。 6)公路、桥梁、机场跑道、水库闸门、工业地坪等 的修补与耐磨蚀面层的浇筑。 7)钢筋、钢结构表面的防锈与防腐;增加钢铁与 混凝土或砂浆之间的粘结强度。 8)瓷砖、地砖、大理石、花岗岩、石棉板、石膏板、 石膏角线等建筑装饰材料的粘贴。 (上接第48 底板连在一起,这样底板的悬挑部分会较长, 它将导 致底板受力复杂且钢筋增多。建议应尽可能将两者 脱开, 这样会产生良好的经济效果。 另外, 以往高炉基础的设计都考虑温度应力的 影响, 混凝土采用耐热混凝土且钢筋量也按计算结 果加大15 %。现在的高炉底部都设置了水冷或空 气冷却系统, 因此现在的高炉基础设计可以不考虑 温度应力的影响。 参考文献 1 炼铁设计参考资料编写组.炼铁设计参考资料.北京:冶金工业出 19752 《高炉结构设计技术规定》编制小组.高炉结构设计技术规定.见: 钢铁企业土建专业设计若干技术规定(第五卷).1971.4 3 刘俊龙.浅基础地基承载力的讨论.福建建筑, 2000(增刊) 4 沈 杰.地基基础设计手册.上海:上海科学技术出版社, 1988 51 SJ-601 水泥改性剂的性能及应