丙烯酸鹽灌漿材料在混凝土伸縮縫中的堵水防滲作用(編輯修改稿)
2025-08-17 16:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 調(diào)3漿液密度～4初始粘度/mPa S（23℃177。2℃） 1～65固砂體抗壓強(qiáng)度/KPa≥6凝膠體滲透系數(shù)/1087抗擠出破壞強(qiáng)度/MPa8遇水膨脹率/%2009斷裂伸長(zhǎng)率/%10010表面張力mN/m11與混凝土粘接強(qiáng)度遠(yuǎn)大于自身的內(nèi)聚力采用灌漿方法解決裂縫的防滲堵漏，應(yīng)注重裂縫界面狀況——防滲堵漏工作機(jī)理。按照通常辦法，基本可以劃分為3種防滲工作機(jī)理：①粘結(jié)機(jī)理，通過(guò)漿材把裂縫界面粘合起來(lái)；②填塞機(jī)理，通過(guò)漿材對(duì)裂縫間隙進(jìn)行充填；③脹塞防滲機(jī)理，利用漿材浸水膨脹特性，把裂縫脹塞起來(lái)進(jìn)行防滲堵漏[7]。一種好的灌漿材料首先應(yīng)該對(duì)注入的界面具有良好的浸潤(rùn)粘接能力，不留有新的界面問(wèn)題，同時(shí)必須具有足夠的滲透能力，沿滲漏通道固化堵塞滲漏水的源頭，還必須能夠適應(yīng)環(huán)境和被灌界面的變化比如：環(huán)境的干濕循環(huán)、被灌體的收縮變形等?；炷潦嵌嗫撞牧?，主要是由水泥、砂、石子及其各種添加劑混合形成的固體材料，硅酸鹽水泥熟料中的主要化學(xué)組成是氧化鈣、氧化硅、氧化鋁和氧化鐵等，各氧化物與水接觸時(shí)發(fā)生水化反應(yīng)(即水合)，生成氫氧化鈣、水化硅酸鈣凝膠、水化鋁酸鈣和水化鐵酸鈣等。所以混凝土結(jié)構(gòu)中主要成分是各種Ca2+的化合物以及SIO鋼筋等，同時(shí)含有孔隙、毛細(xì)管道、空氣、水蒸氣等，是一種具有高表面能的多孔固體材料。丙烯酸鹽凝膠體在混凝土的多孔表面主要存在物理吸附和化學(xué)吸附，物理吸附主要形式有毛細(xì)管作用、氫鍵、分子間作用力等，毛細(xì)管作用主要發(fā)生在漿液未固化前，漿液在毛細(xì)管的吸滲作用下進(jìn)入混凝土的毛細(xì)管道，固化后填塞毛細(xì)管道，如一條條錨索一樣牢固的嵌入混凝土的內(nèi)部結(jié)為一體。丙烯酸鹽中含有COOCa、COOMg、OH、H、H2O等較大極性的基團(tuán)與混凝土中的Ca2+、SI等形成大量氫鍵以及分子間作用力也是丙烯酸鹽凝膠體與混凝土表面牢固粘接的一個(gè)重要原因?；瘜W(xué)吸附主要是因?yàn)楸┧徕}、丙烯酸鎂以及一些其他的丙烯酸的化合物與混凝土裂縫表面Ca2+發(fā)生絡(luò)合形成化學(xué)鍵，牢固的粘附在混凝土的表面，這是與混凝土表面的粘接強(qiáng)度大于凝膠體自身的內(nèi)聚力的原因；丙烯酸鈣和丙烯酸鎂的存在有助于改善消除了異種材料之間的差異，改善了界面之間的相互作用，丙烯酸鹽的堵水原理更接近于同種材料的粘結(jié)，因此丙烯酸鹽灌漿材料的堵水防滲的機(jī)理符合粘接機(jī)理。如圖2所示，丙烯酸鹽在混凝土表面的粘附，該粘有丙烯酸鹽凝膠體的混凝土塊是施工過(guò)程中檢查灌漿效果從灌漿部位打下來(lái)的，可以清楚的看到丙烯酸鹽凝膠體已經(jīng)完全與混凝土表面結(jié)為一體，一天后丙烯酸鹽凝膠體稍有些失水，但是更牢固的與混凝土粘為一體，無(wú)法剝離。圖2 丙烯酸鹽凝膠體在混凝土表面粘接圖根據(jù)現(xiàn)代灌漿技術(shù)的研究，漿液可分為牛頓體和賓漢體兩種，只有粘度而沒(méi)有內(nèi)聚力特性的服從牛頓定律稱牛頓體；具有粘度和內(nèi)聚力特性的屬賓漢體。這樣可根據(jù)力的平衡表示出寬度為2t的縫中最大擴(kuò)散半徑Rmax[7]：Rmax= Pmaxt/C式中Pmax為最大灌漿壓力(Pa)；t為1/2縫寬(m)；C為漿液內(nèi)聚力(N/m2)。上式計(jì)算的是理論值，實(shí)際的擴(kuò)散距離遠(yuǎn)小于理論計(jì)算值，因?yàn)榛炷亮芽p界面粗糙不平，漿液的內(nèi)聚力也在隨時(shí)間變化。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)用平板內(nèi)聚力儀測(cè)試，水溶性聚氨酯在各種配比下，盡管其值大小各異，但均可測(cè)得內(nèi)聚力，因此可以視其漿液為賓漢體，符合粘塑性流體的規(guī)律。而丙烯酸鹽漿液是小分子單體組成的水溶液，幾乎沒(méi)有內(nèi)聚力，應(yīng)屬于牛頓體，牛頓體的鋪展性遠(yuǎn)大于賓漢體，這就是丙烯酸鹽比聚氨酯滲透能力強(qiáng)、粘接強(qiáng)度高于自身內(nèi)聚力的原因。丙烯酸鹽滲透性能優(yōu)異，其表面張力也遠(yuǎn)小于水的表面張力，可以很好的在混凝土的表面鋪展，在壓力下沿滲漏通道滲入到混凝土的內(nèi)部，有效的堵塞滲漏通道，這符合填塞機(jī)理
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