高耐久性无机胶凝材料面层及其施工方法技术

一种高耐久性无机胶凝材料面层及其施工方法，该面层的制备是：（１）选材：碱激发胶凝材料或地聚合物基材料；（２）制造方法：将所选材料制备成流态或塑态的浆体浇筑于核心混凝土表面；浇注后将面层碾压平整即可。该高耐久性无机胶凝材料面层，与核心混凝土结合的施工方法，可以选择如下方式：对于已硬化混凝土构件，包括已有的构件和新建的已硬化构件，可对混凝土构件表面进行刷毛处理，然后将碱激发胶凝材料或聚合物基材料直接按预定厚度浇注于混凝土构件表面；对于已浇注的未硬化混凝土构件，可直接将碱激发胶凝材料或聚合物基材料浇注于构件混凝土表面；浇注后将面层碾压平整即可。

【技术实现步骤摘要】
(一)
：本专利技术涉及一种提高混凝土构件耐久性的面层材料及其施工方法，属于土木工程中的土木工程材料和施工
(二)
技术介绍
在恶劣环境下(如海洋环境中、酸雨地区)工作的混凝土，易遭受到各种腐蚀性介质(如氯离子、二氧化碳、硫酸盐、镁盐等)的渗入，从而发生化学反应，使混凝土结构过早破坏，缩短其服役时间。例如深圳海洋馆的混凝土海水池，因长期遭受海水侵蚀，导致建成后使用仅5年时间就报废。因此，提高已有和新建混凝土构件的耐久性，延长构筑物的服役时间，已经成为研究者面临的重要课题。长期以来，出现了不同的技术措施来改善混凝土构件的耐久性：(1)对于已有混凝土构件，采用外加辅助材料增强其服役年限，如外贴炭纤维。一方面该技术实施时造价高，另一方面只能提高混凝土构件的承载力，未能从根本上阻止侵蚀性介质的进入，因此是一种治标不治本的技术；(2)对于新建混凝土构件，研究者一直致力于从混凝土的材料组成以及制备工艺方面入手提高混凝土结构的耐久性，如：减少混凝土组成材料中易受腐蚀的组分，以减少侵蚀性介质进入后发生的化学反应；采用高密实度混凝土构筑构件，延缓腐蚀性介质侵入混凝土内部的时间。当减少混凝土中易受腐蚀的组分时，同时在一定程度上也降低了混凝土构件的性能，如降低碱度的同时也降低了高碱环境形成的对钢筋的保护层，容易引起钢筋寿命的减少，同样引起混凝土构件的过早破坏，因此该方法中当易腐蚀组分降至一定程度后反而会减少构件的服役时间；当混凝土构件整体采用高致密混凝土时，工程造价又相当的高；同时绝大部分构件的混凝土是采用现场浇注的方式施工，也难以做到要求的密实度。分析混凝土构件腐蚀破坏的方式及原因，可以发现侵蚀性介质进入混凝土内部与混凝土中的组分发生化学反应是造成构件耐久性降低的主要原因。因此若能阻止侵蚀性介质进入就能从根本上消除这种破坏，从而提高耐久性和服役时间。因此，只要采用一定的技术手段，保证混凝土构件表面一定厚度的混凝土有足够的耐久性，阻止侵蚀性介质进入构件内部，就可以保证整个混凝土构件的耐久性。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的主要是通过在已有和新建混凝土构件表面包附一层用无机胶凝材料制备-->出的高致密、高耐久性的混凝土面层，隔绝侵蚀性介质和混凝土构件，从而提高混凝土构件的耐久性。其技术方案如下：本专利技术一种高耐久性无机胶凝材料面层及其施工方法，其技术方案如下：(一)面层的制备：(1)面层材料的选取：碱激发胶凝材料或地聚合物基材料。该类材料属于低碱度胶凝材料，具有早强、高致密、高耐久性特点，且可利用工业废弃物制备，如碱激发矿渣、钢渣、煅烧煤矸石、煅烧偏高岭土等。(2)面层的制造方法：碱激发胶凝材料或地聚合物基材料都是现有技术，我们可以根据需要选用。采用如下制造方法：将碱激发胶凝材料或地聚合物基材料制备成流态或塑性状态的浆体浇筑于核心混凝土表面，浇筑时间可以在核心混凝土尚未硬化之前浇筑，也可以在已硬化的核心混凝土表面浇筑。浇注后将面层碾压平整即可。在已硬化的核心混凝土表面浇筑前，一般需要对硬化的混凝土进行表面处理，处理方法可参考一般混凝土表面修复时的表面处理方法。(二)施工方法：该高耐久性无机胶凝材料面层，与核心混凝土结合的施工方法，可以选择如下方式：对于已硬化混凝土构件，包括已有的构件和新建的已硬化构件，可对混凝土构件表面进行刷毛处理，然后将碱激发胶凝材料或聚合物基材料直接按一定厚度(20-200mm)浇注于混凝土构件表面；对于已浇注的未硬化混凝土构件，可直接将碱激发胶凝材料或聚合物基材料浇注于构件混凝土表面；浇注后将面层碾压平整即可。见图1所示。本专利技术的优点及功效是：(1)由于使用的面层是高致密、高耐久性材料，可隔断侵蚀性介质与混凝土构件的直接接触，大幅度提高各种环境下混凝土构件的耐久性，尤其是恶劣环境中的混凝土的耐久性，从而提高混凝土构件的服役年限；(2)可以大幅度降低改善混凝土构件耐久性的成本和技术难度。(四)附图说明图1本专利技术的施工方法；图2本专利技术碱激发胶凝材料面层防护方法；图3本专利技术碱激发地聚合物基材料面层防护方法。(五)具体实施方式实施例1某立方体混凝土桥墩已受腐蚀，为延长其服役时间，采用碱激发胶凝材料面层防护技-->术。首先将桥墩中被腐蚀的混凝土部分凿除，并进行适当的表面刷毛处理。然后在腐蚀部位距离桥墩表面一定厚度支起钢模，将碱激发胶凝材料填充于钢模内，该胶凝材料硬化后不仅可填充受腐蚀部位，同时在桥墩表面形成一定厚度的防护层，见图2所示。由于碱激发胶凝材料有很高的致密性和耐久性，可加固防护该受腐蚀桥墩，延长其使用年限。该加固防护面层的原料配比(质量比)为矿渣∶氢氢化钙∶石膏(二水石膏)∶水∶砂(细度为2.1)＝1∶0.05∶0.2∶0.40∶1.75，按上述比例搅拌3min后立即浇注至钢模内，1d后折模，完成施工。实施例2某新建混凝土桥梁，为提高该桥梁使用年限，在桥梁表面采用碱激发地聚合物基材料面层防护方法。在桥梁表面混凝土浇注后且未硬化时，在其表面再浇注一层厚约70mm的碱激发地聚合物基材料。桥梁混凝土和三激发地聚物基材料硬化后，利用自身的胶凝能力粘结成为整体。如图3所示。由于碱激发地聚合物基材料具有高致密性、高耐久性特点，因此可长时间的阻断侵蚀性介质的进入，提高桥梁的服役时间。该碱激发地聚合物基材料的配比(质量比)为：偏高岭土∶水玻璃(模数1.2)、砂(细度2.0)∶水＝1∶0.7∶1∶0.2，混合后搅拌1min立即浇注至混凝土桥梁表面。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高耐久性无机胶凝材料面层的制备，其特征在于：该面层的制备是：　　　　（１）面层材料的选取：选碱激发胶凝材料或地聚合物基材料；　　　　（２）面层的制造方法：将碱激发胶凝材料或地聚合物基材料制备成流态或塑性状态的浆体浇筑于核心混凝土表面，浇筑时间可以在核心混凝土尚未硬化之前浇筑，也可以在已硬化的核心混凝土表面浇筑；浇注后将面层碾压平整即可；在已硬化的核心混凝土表面浇筑前，一般需要对硬化的混凝土进行表面处理，处理方法可参考一般混凝土表面修复时的表面处理方法。

【技术特征摘要】
1.一种高耐久性无机胶凝材料面层的制备，其特征在于：该面层的制备是：(1)面层材料的选取：选碱激发胶凝材料或地聚合物基材料；(2)面层的制造方法：将碱激发胶凝材料或地聚合物基材料制备成流态或塑性状态的浆体浇筑于核心混凝土表面，浇筑时间可以在核心混凝土尚未硬化之前浇筑，也可以在已硬化的核心混凝土表面浇筑；浇注后将面层碾压平整即可；在已硬化的核心混凝土表面浇筑前，一般需要对硬化的混凝土进行表面处理，处理方法可参考一般混凝土表面修复时...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新，李战国，邓晓轩，张笑，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]