[发明专利]一种减缩型混凝土界面处理剂及其界面处理方法

说明书

技术领域

本发明属于环保节能型建筑材料技术领域，具体涉及一种用于混凝土施工缝和新旧混凝土界面处理可以提高混凝土界面粘结强度的材料。

 

背景技术

混凝土结构施工缝处先后浇筑的混凝土之间的界面，或结构修补时新旧混凝土之间的界面，通常会成为混凝土结构的薄弱环节。施工缝处先后浇筑的混凝土界面过渡区存在的缺陷比整体浇筑时更加严重，施工缝一旦形成，就可能破坏混凝土结构的整体性。此外，由于龄期不同而产生水化进程差异，在温度和干燥收缩的作用下，先后浇筑的混凝土或新旧混凝土之间的界面初始应力可能诱发裂缝，后浇筑的混凝土中含有的水分和气泡也可能由于缺乏有效振捣而在界面处富集并产生缺陷，水泥水化产物Ca(OH)₂在混凝土界面过渡区的定向排列形成Ca(OH)₂富集区，上述因素共同作用导致先后浇筑的混凝土之间的界面粘结强度降低，从而导致混凝土结构整体性、抗渗性和耐久性降低。通常混凝土施工缝界面处混凝土的劈裂抗拉强度仅为整体浇筑的混凝土的劈裂抗拉强度的30%~80%。为了避免界面粘结强度降低对混凝土整体性和其他性能的不利影响，需要对施工缝界面进行有效的处理，通过提高施工缝处混凝土的界面粘结强度来提高混凝土结构的整体性。

在施工过程中，通常采用混凝土界面凿毛处理并且浇筑提高砂率的混凝土或者砂浆的方式来提高混凝土界面粘结强度。现行的《混凝土结构工程施工质量验收规范》中要求对施工缝或新旧混凝土界面应进行处理，并采取措施使新旧混凝土结合紧密。现行的《公路桥涵施工技术规范》要求混凝土施工缝进行毛面处理后应浇筑10~20mm的1:2水泥砂浆，或铺一层厚约300mm 的混凝土，其粗集料宜比新浇筑混凝土减少10%，来作为改善界面粘结强度的界面剂。采用上述规范推荐的方法，需要在浇筑上层混凝土前约1~2h浇筑混凝土或砂浆界面剂，由于浇筑厚度通常达到20~30mm，对于施工缝断面面积较大的工程，界面处理材料消耗量较大，施工人员劳动强度大。而对于施工缝断面面积较小的构件，单独制备界面剂显得较为繁琐。同时，浇筑界面剂后需要快速浇筑上层混凝土，以避免界面剂初凝后形成新的施工缝，也会导致施工人员劳动强度增大。由于工序繁琐且原材料消耗量大，很多工程为了降低施工成本，通常仅仅进行毛面处理而不浇筑砂浆或混凝土界面剂，导致施工缝成为结构的薄弱环节，并产生施工质量问题。

在实际工程中，为了改善混凝土界面粘结强度，工程技术人员还开发了多种混凝土界面剂。如采用醋酸乙烯-乙烯乳液、增稠剂、消泡剂等有机类材料制备混凝土界面剂来提高新旧混凝土的界面粘结强度。掺加聚合物乳液可以提高混凝土界面粘结强度，但是由于新旧混凝土之间存在收缩变形差异，仅仅通过聚合物乳液改善界面粘结强度效果有限。因此，其他专利在采用聚合物乳液的基础上掺加具有膨胀性的无机材料，如硫铝酸盐水泥和膨胀剂，希望通过界面剂产生的膨胀抵消混凝土界面的收缩变形，但是硫铝酸盐水泥早期硬化速度快，而后期强度可能降低。采用膨胀剂改性界面剂时，由于界面处存在大量针状钙矾石晶体，孔隙率较高，存在明显缺陷，界面粘结强度提高幅度有限。同时膨胀组分需要潮湿环境才能有效发挥膨胀作用，而在实际工程中长期养护使混凝土处于潮湿环境是较为困难的，这也导致膨胀组分难以产生期望的效果，从而导致界面剂无法发挥提高界面粘结强度的效果。此外，在普通混凝土结构中，由于水泥碱度较高，水泥水化产物Ca(OH)₂在施工缝界面过渡区的定向排列形成Ca(OH)₂富集区，使界面过渡区成为混凝土的薄弱环节。因此，为了消除Ca(OH)₂富集问题，就需要降低界面混凝土或砂浆的水泥用量，工程中通常采用在界面混凝土或砂浆中掺加粉煤灰的方式，希望通过粉煤灰的水化消耗界面过渡区富集的Ca(OH)₂，从而提高界面过渡区的致密度。由于粉煤灰水化速度慢，通过掺加粉煤灰降低界面过渡区Ca(OH)₂富集程度来提高粘结强度，难以达到预期目的。

因此，研制一种既可以显著提高混凝土界面粘结强度，又可以降低界面处混凝土干燥收缩和Ca(OH)₂富集程度的具有多功能的界面剂，以使其能够有效提高新旧混凝土的界面粘结强度，成为本领域人员有待研究的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种工艺较为简单，可以显著提高混凝土界面粘结强度，降低界面处混凝土干燥收缩和Ca(OH)₂富集程度，改善界面粘结强度效果更好的一种减缩型混凝土界面处理剂及其界面处理方法。