混凝土结构修复用聚合物水泥砂浆

混凝土结构修复用聚合物水泥砂浆的性能研究

混凝土结构修复用聚合物水泥砂浆(Polymer modified cement mortars forConcrete Structure Repair，简称PCMR)是一类聚合物改性水泥砂浆材料，其通过在水泥砂浆中掺入适当的聚合物，达到改善其力学及耐久性能，并增强与老混凝土之间的粘结强度，以满足在混凝土结构修复中的要求。本文针对***相关标准对PCMR的性能要求，在分析PCMR的原材料组成的基础上，通过试验选择了用于PCMR的原材料，研究了矿物掺合料、消泡剂和聚合物对SBR改性PCMR的性能影响，并同时研究了其它聚合物乳液对PCMR性能的影响，优化了PCMR的组成，使其满足《混凝土结构修复用聚合物水泥砂浆》规范中***高性能等级(PCMR-Ⅲ级)的技术要求。***的主要研究成果如下：
　　 (1)PCMR原材料初选的试验和分析表明：聚合物乳液(P1、P5、P7、P8和P11)、聚羧酸***减水剂(Sup3)和消泡剂(A1和A2)之间的适应性好，并选择了与五种乳液适应性好的组合配比，其具有流动性高和含气量低的特点。
　　 (2)SBR改性PCMR试验和分析表明：硅灰、粉煤灰和矿渣对SBR改性PCMR的新拌性能和力学性能影响不显著，而消泡剂和聚合物掺量对其性能有显著影响。确定了其矿物掺合料组成配比为(C：SF：SG：FA：UEA)=(66:4:10:10:10)，消泡剂A2的掺量为0.2％和聚胶比为10％时，其改性的PCMR有良好的综合性能。
　　 (3)其它聚合物乳液改性PCMR的性能试验和分析表明：就新拌性能而言：P5减水效果***佳，而P11***差；P5对砂浆抹面性的改善作用普遍优于其它乳液砂浆。就力学性能而言：P5可以提高砂浆的早期抗压和抗折强度，P5对砂浆粘结性能的改善作用普遍优于其它乳液，然而P11对砂浆抗折强度有较大削弱，其韧性的改善作用均远低于其它乳液砂浆。本着综合性能好，成本低的原则，***终选择了P5，聚合物掺量为6％时，改性砂浆力学性能接近PCMR-Ⅲ级的技术要求。
　　 (4)通过砂子种类、砂胶比和养护制度对PCMR性能的优化，并测试其优化后PCMR配比砂浆耐久性能，发现其具有低干缩率，高抗冻性和抗氯离子渗透性，均能达到PCMR-Ⅲ级力学和耐久性能技术要求。
　　 综合考虑，经试验优化配比后的P1和P5乳液改性PCMR，具有良好的施工性能，也有优异的力学和耐久性能，且能满足PCMR-Ⅲ级技术要求，可应用到混凝土结构修复工程中。

一般规定
1.1　 工程结构加固用的聚合物改性水泥砂浆，按午晟智造®聚合物材料的状态分为乳液类和干粉类。对重要结构加固，应选用乳液类。聚合物改性水泥砂浆中采用的聚合物材料，应为改性环氧类、改性***酯类、改性丁苯类或改性氯丁类聚合物，不得使用聚乙烯醇类、苯丙类、氯偏类聚合物以及乙烯-***共聚物。
1.2　 使用午晟智造®聚合物改性水泥砂浆的工程结构加固工程，其设计使用年限宜按30a确定。当用户要求按50a设计时，应具有耐应力长期作用鉴定合格的证书。
1.3　 承重结构加固使用的聚合物改性砂浆分为Ⅰ级和Ⅱ级，应分别按下列规定采用：
1　对混凝土结构：
　　　 1）当原构件混凝土强度等级不低于C30时，应采用Ⅰ级聚合物改性水泥砂浆；
　　　 2）当原构件混凝土强度等级低于C30时，应采用Ⅰ级或Ⅱ级聚合物改性水泥砂浆。
2　对砌体结构：若无特殊要求，可采用Ⅱ级聚合物改性水泥砂浆。
1.4　 聚合物改性水泥砂浆长期使用的环境温度不应高于60℃。
1.5　 经安全性鉴定合格的聚合物改性水泥砂浆，凡被发现有改变用料成分配合比或工艺的情况时，均应视为未经鉴定的聚合物改性水泥砂浆。
聚合物改性水泥砂浆的安全性鉴定
2.1　 以混凝土或砖砌体为基材的结构用聚合物改性水泥砂浆的安全性鉴定分为基本性能鉴定和长期使用性能鉴定。鉴定的检验项目及合格指标应分别符合表7.2.1–1及表7.2.1–2的要求。
表7.2.1–1　 聚合物改性水泥砂浆基本性能鉴定标准（MPa）

注：表中指标，除注明为标准值外，均为平均值。
　
表7.2.1–2　 聚合物改性水泥砂浆长期使用性能鉴定标准