專利名稱：高耐久性無機(jī)膠凝材料面層及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高混凝土構(gòu)件耐久性的面層材料及其施工方法，屬于土木工程中的土 木工程材料和施工技術(shù)領(lǐng)域。(二) 背景技術(shù)在惡劣環(huán)境下(如海洋環(huán)境中、酸雨地區(qū))工作的混凝土，易遭受到各種腐蝕性介質(zhì)(如 氯離子、二氧化碳、硫酸鹽、鎂鹽等)的滲入，從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土結(jié)構(gòu)過早破壞， 縮短其服役時(shí)間。例如深圳海洋館的混凝土海水池，因長期遭受海水侵蝕，導(dǎo)致建成后使用 僅5年時(shí)間就報(bào)廢。因此，提高已有和新建混凝土構(gòu)件的耐久性，延長構(gòu)筑物的服役時(shí)間， 已經(jīng)成為研究者面臨的重要課題。長期以來，出現(xiàn)了不同的技術(shù)措施來改善混凝土構(gòu)件的耐久性(l)對于已有混凝土構(gòu) 件，采用外加輔助材料增強(qiáng)其服役年限，如外貼炭纖維。 一方面該技術(shù)實(shí)施時(shí)造價(jià)高，另一 方面只能提高混凝土構(gòu)件的承載力，未能從根本上阻止侵蝕性介質(zhì)的進(jìn)入，因此是一種治標(biāo) 不治本的技術(shù);(2)對于新建混凝土構(gòu)件，研究者一直致力于從混凝土的材料組成以及制備 工藝方面入手提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，如減少混凝土組成材料中易受腐蝕的組分，以減 少侵蝕性介質(zhì)進(jìn)入后發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)；采用高密實(shí)度混凝土構(gòu)筑構(gòu)件，延緩腐蝕性介質(zhì)侵入 混凝土內(nèi)部的時(shí)間。當(dāng)減少混凝土中易受腐蝕的組分時(shí)，同時(shí)在一定程度上也降低了混凝土 構(gòu)件的性能，如降低堿度的同時(shí)也降低了高堿環(huán)境形成的對鋼筋的保護(hù)層，容易引起鋼筋壽 命的減少，同樣引起混凝土構(gòu)件的過早破壞，因此該方法中當(dāng)易腐蝕組分降至一定程度后反 而會減少構(gòu)件的服役時(shí)間；當(dāng)混凝土構(gòu)件整體采用高致密混凝土?xí)r，工程造價(jià)又相當(dāng)?shù)母撸?同時(shí)絕大部分構(gòu)件的混凝土是采用現(xiàn)場澆注的方式施工，也難以做到要求的密實(shí)度。分析混凝土構(gòu)件腐蝕破壞的方式及原因，可以發(fā)現(xiàn)侵蝕性介質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部與混凝土 中的組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)是造成構(gòu)件耐久性降低的主要原因。因此若能阻止侵蝕性介質(zhì)進(jìn)入就 能從根本上消除這種破壞，從而提高耐久性和服役時(shí)間。因此，只要采用一定的技術(shù)手段，保證混凝土構(gòu)件表面一定厚度的混凝土有足夠的耐久 性，阻止侵蝕性介質(zhì)進(jìn)入構(gòu)件內(nèi)部，就可以保證整個(gè)混凝土構(gòu)件的耐久性。(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的主要是通過在已有和新建混凝土構(gòu)件表面包附一層用無機(jī)膠凝材料制備出的高致密、高耐久性的混凝土面層，隔絕侵蝕性介質(zhì)和混凝土構(gòu)件，從而提高混凝土構(gòu)件的耐久性。其技術(shù)方案如下本發(fā)明一種高耐久性無機(jī)膠凝材料面層及其施工方法，其技術(shù)方案如下(一) 面層的制備(1) 面層材料的選取堿激發(fā)膠凝材料或地聚合物基材料。該類材料屬于低堿度膠凝材料，具有早強(qiáng)、高致密、 高耐久性特點(diǎn)，且可利用工業(yè)廢棄物制備，如堿激發(fā)礦渣、鋼渣、煅燒煤矸石、煅燒偏高嶺土等。(2) 面層的制造方法-堿激發(fā)膠凝材料或地聚合物基材料都是現(xiàn)有技術(shù)，我們可以根據(jù)需要選用。采用如下制 造方法將堿激發(fā)膠凝材料或地聚合物基材料制備成流態(tài)或塑性狀態(tài)的漿體澆筑于核心混凝 土表面，澆筑時(shí)間可以在核心混凝土尚未硬化之前澆筑，也可以在己硬化的核心混凝土表面 澆筑。澆注后將面層碾壓平整即可。在已硬化的核心混凝土表面澆筑前， 一般需要對硬化的 混凝土進(jìn)行表面處理，處理方法可參考一般混凝土表面修復(fù)時(shí)的表面處理方法。(二) 施工方法該高耐久性無機(jī)膠凝材料面層，與核心混凝土結(jié)合的施工方法，可以選擇如下方式 對于已硬化混凝土構(gòu)件，包括己有的構(gòu)件和新建的已硬化構(gòu)件，可對混凝土構(gòu)件表面進(jìn) 行刷毛處理，然后將堿激發(fā)膠凝材料或聚合物基材料直接按一定厚度(20-200mm)澆注于 混凝土構(gòu)件表面；對于已澆注的未硬化混凝土構(gòu)件，可直接將堿激發(fā)膠凝材料或聚合物基材 料澆注于構(gòu)件混凝土表面；澆注后將面層碾壓平整即可。見圖1所示。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及功效是(1)由于使用的面層是高致密、高耐久性材料，可隔斷侵蝕性 介質(zhì)與混凝土構(gòu)件的直接接觸，大幅度提高各種環(huán)境下混凝土構(gòu)件的耐久性，尤其是惡劣環(huán) 境中的混凝土的耐久性，從而提高混凝土構(gòu)件的服役年限；(2)可以大幅度降低改善混凝土 構(gòu)件耐久性的成本和技術(shù)難度。(四)


圖1本發(fā)明的施工方法；圖2本發(fā)明堿激發(fā)膠凝材料面層防護(hù)方法；圖3本發(fā)明堿激發(fā)地聚合物基材料面層防護(hù)方法。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1某立方體混凝土橋墩已受腐蝕，為延長其服役時(shí)間，采用堿激發(fā)膠凝材料面層防護(hù)技術(shù)。首先將橋墩中被腐蝕的混凝土部分鑿除，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫠⒚幚?。然后在腐蝕部位 距離橋墩表面一定厚度支起鋼模，將堿激發(fā)膠凝材料填充于鋼模內(nèi)，該膠凝材料硬化后不僅 可填充受腐蝕部位，同時(shí)在橋墩表面形成一定厚度的防護(hù)層，見圖2所示。由于堿激發(fā)膠凝 材料有很高的致密性和耐久性，可加固防護(hù)該受腐蝕橋墩，延長其使用年限。該加固防護(hù)面層的原料配比(質(zhì)量比)為礦渣氫氫化鈣石膏(二水石膏)水砂(細(xì)度為2.1) =1: 0.05: 0.2: 0.40: 1.75，按上述比例攪拌3min后立即澆注至鋼模內(nèi)，ld后折模，完成施工。實(shí)施例2某新建混凝土橋梁，為提高該橋梁使用年限，在橋梁表面采用堿激發(fā)地聚合物基材料面 層防護(hù)方法。在橋梁表面混凝土澆注后且未硬化時(shí)，在其表面再澆注一層厚約70mm的堿激發(fā)地聚合 物基材料。橋梁混凝土和三激發(fā)地聚物基材料硬化后，利用自身的膠凝能力粘結(jié)成為整體。 如圖3所示。由于堿激發(fā)地聚合物基材料具有高致密性、高耐久性特點(diǎn)，因此可長時(shí)間的阻 斷侵蝕性介質(zhì)的進(jìn)入，提高橋梁的服役時(shí)間。該堿激發(fā)地聚合物基材料的配比(質(zhì)量比)為偏高嶺土水玻璃(模數(shù)L2)、砂(細(xì) 度2.0):水=1: 0.7: 1: 0.2，混合后攪拌lmin立即澆注至混凝土橋梁表面。
權(quán)利要求
1. 一種高耐久性無機(jī)膠凝材料面層的制備，其特征在于該面層的制備是(1)面層材料的選取選堿激發(fā)膠凝材料或地聚合物基材料；(2)面層的制造方法將堿激發(fā)膠凝材料或地聚合物基材料制備成流態(tài)或塑性狀態(tài)的漿體澆筑于核心混凝土表面，澆筑時(shí)間可以在核心混凝土尚未硬化之前澆筑，也可以在已硬化的核心混凝土表面澆筑；澆注后將面層碾壓平整即可；在已硬化的核心混凝土表面澆筑前，一般需要對硬化的混凝土進(jìn)行表面處理，處理方法可參考一般混凝土表面修復(fù)時(shí)的表面處理方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐久性無機(jī)膠凝材料面層的施工方法，其特征在于該高耐久性無機(jī)膠凝材料面層，與核心混凝土結(jié)合的施工方法，可以選擇 如下方式對于己硬化混凝土構(gòu)件，包括已有的構(gòu)件和新建的已硬化構(gòu)件，可對 混凝土構(gòu)件表面進(jìn)行刷毛處理，然后將堿激發(fā)膠凝材料或聚合物基材料直接按預(yù) 定厚度澆注于混凝土構(gòu)件表面；對于已澆注的未硬化混凝土構(gòu)件，可直接將堿激 發(fā)膠凝材料或聚合物基材料澆注于構(gòu)件混凝土表面；澆注后將面層碾壓平整即 可。
全文摘要
一種高耐久性無機(jī)膠凝材料面層及其施工方法，該面層的制備是(1)選材堿激發(fā)膠凝材料或地聚合物基材料；(2)制造方法將所選材料制備成流態(tài)或塑態(tài)的漿體澆筑于核心混凝土表面；澆注后將面層碾壓平整即可。該高耐久性無機(jī)膠凝材料面層，與核心混凝土結(jié)合的施工方法，可以選擇如下方式對于已硬化混凝土構(gòu)件，包括已有的構(gòu)件和新建的已硬化構(gòu)件，可對混凝土構(gòu)件表面進(jìn)行刷毛處理，然后將堿激發(fā)膠凝材料或聚合物基材料直接按預(yù)定厚度澆注于混凝土構(gòu)件表面；對于已澆注的未硬化混凝土構(gòu)件，可直接將堿激發(fā)膠凝材料或聚合物基材料澆注于構(gòu)件混凝土表面；澆注后將面層碾壓平整即可。
文檔編號E01D22/00GK101275408SQ20081010531
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者笑 張, 李戰(zhàn)國, 鄧曉軒, 新 黃 申請人:北京航空航天大學(xué)